KR20140005779A

KR20140005779A - 중합가능한 화합물 및 이의 액정 디스플레이에서의 용도

Info

Publication number: KR20140005779A
Application number: KR20130076218A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 타우거벡; 마르틴 엔겔
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2014-01-15
Also published as: EP2682448B1; EP2682448A3; JP6285652B2; TWI595078B; JP2014015611A; US9133395B2; CN103525434B; TW201418421A; CN103525434A; KR102071848B1; EP2682448A2; US20140008570A1

Abstract

본 발명은, 중합가능한 화합물, 이를 제조하기 위한 방법 및 중간체, 이를 함유하는 액정(LC) 매질, 및 상기 중합가능한 화합물 및 액정 매질의 광학, 전기-광학 및 전자 용도, 특히 LC 디스플레이, 특히 PS(polymer stabilized) 또는 PSA(polymer sustained alignment) 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, 이를 포함하는 액정(LC) 매질, 및 상기 중합가능한 화합물 및 LC 매질의 광학, 전기-광학 및 전자 목적, 특히 LC 디스플레이, 특히 PS("중합체-안정화된") 또는 PSA("중합체-지속된 정렬") 유형의 LC 디스플레이에서의 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) 이방성을 갖는 LC 매질의 층을 함유한다. 스위치-오프(switch-off) 상태에서, LC 층의 분자는 전극 표면에 대하여 직각으로(호메오트로픽하게(homeotropically)) 정렬되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 두 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 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 분자는 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 분자의 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 분자는 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 억제된다. 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. 슬릿화된 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) 디스플레이의 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 용도의 경우, 디스플레이의 응답 시간의 단축 및 명암비 및 휘도(투과도)의 개선이 요구된다.

"중합체 안정화된"이라는 용어로도 또한 공지되어 있는 소위 PS 또는 PSA(중합체 지속된 (정렬)) 디스플레이가 또한 개발되었다. 이 경우, 소량(예를 들면, 0.3 중량%, 전형적으로는 1 중량% 미만)의 중합가능한 화합물 하나 이상이 LC 매질에 첨가되고, LC 셀로 도입된 후에, 전극들 사이에 전압을 인가하거나 인가하지 않고 일반적으로는 UV 광중합시킴으로써 동일 반응계에서 중합되거나 가교결합된다. 상기 중합은, LC 매질이 액정 상을 나타내는 온도, 일반적으로 실온에서 수행된다. 또한, "반응성 메소젠 또는 RM"으로도 알려진 중합가능한 메소젠성 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 입증되어 왔다.

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. 일반적으로, 중합가능한 화합물의 중합은 바람직하게는 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하여 수행되고, PSA-IPS 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하거나 인가하지 않고, 바람직하게는 인가하지 않고 수행된다. 시험 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PS(A) 방법은 셀 내에 선경사를 생성시킨다. 따라서, PSA-OCB 디스플레이의 경우, 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 투과성을 얻을 수 있다.

또한, 소위 포지-VA("포지티브-VA") 디스플레이가 특히 적합한 모드인 것으로 입증되었다. 종래의 VA 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이 내의 LC 분자들의 초기 배향은 전압이 인가되지 않은 초기 상태에서 호메오트로픽, 즉 기판에 실질적으로 수직이다. 그러나, 종래의 VA 디스플레이와 달리, 포지-VA 디스플레이에서는 양의 유전 이방성을 갖는 LC 매질이 사용된다. 보통 사용되는 IPS 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이에서의 두 전극은 두 기판 중 단지 하나의 기판 위에만 배치되어 있고, 바람직하게는 상호 맞물리는 빗-형상(인터디지털(interdigital)) 구조를 나타낸다. LC 매질 층에 실질적으로 평행한 전기장을 생성하는 인터디지털 전극에 전압이 인가되면, LC 분자들은 기판에 실질적으로 평행한 배향으로 변한다. 또한, 포지-VA 디스플레이에서도, 중합체 안정화(PSA)는 유리한 것으로 입증되었으며, 즉 셀 내에서 중합되는 RM을 LC 매질에 첨가함으로써 스위칭 시간의 상당한 감소를 구현할 수 있다.

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 및 특히 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-포지-VA 디스플레이의 경우에, 다른 변수에 대한 심각한 부정적인 영향 없이 응답 시간의 단축(이는 시험 셀에서 측정가능한 선경사와 관련됨)이 달성될 수 있다.

종래 기술에서, 예컨대 하기 화학식의 중합가능한 화합물이 사용되었다:

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 최소 가능한 회전 점도 및 최고 가능한 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" 또는 "이미지 번(image burn)", 즉 개별적인 픽셀들에서 전기장이 스위치-오프된 후 또는 다른 픽셀들이 어드레싱된 후에도 이들 픽셀들의 일시적인 어드레싱이 여전히 가시적으로 남아있는 현상을 보인다.

이러한 "잔상"은 한편으로는 낮은 VHR을 가진 LC 호스트 혼합물이 사용되는 경우 일어날 수 있다. 일광 또는 백라이팅의 UV 요소는 내부의 LC 분자의 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. 잔상 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 최소한도로 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 음영비 및 넓은 시야각을 가능하게 하고, UV 노출 후 높은 전압 보유 비(VHR)를 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.

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 광중합 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 및 공정에 의해 본 발명에 따라 성취된다. 특히, 놀랍게도, 하기 구조식의 [1,1':3'1"] 터페닐 코어에 기초하며 적어도 3개의 중합가능한 기를 함유하는 본 발명에 따른 다중 반응성 중합가능한 화합물 또는 이의 유도체의 사용은, PSA 디스플레이에서, 특히 낮은 선경사 각(pretilt angle)과 그 바람직한 경사 각의 빠른 설정을 용이하게 한다. 이는 선경사 측정에 의해 LC 매질과 연계되어 입증된다. 특히, 광개시제의 첨가 없이 선경사가 성취된다. 또한, 본 발명에 따른 화합물은, 시간-의존적 선경사 각 측정에 의해 입증되는 바와 같이, 종래 기술로 알려진 물질에 비해 선경사 각을 상당히 빠르게 생성시킨다. 또한, 본 발명에 따른 중합가능한 화합물은 상당히 높은 중합률을 보임으로써 셀 내에 미반응 잔량이 더 적게 남도록 한다. 이렇게 셀의 전기-광학 성질이 개선되며, 이러한 잔량의 제어 반응이 보다 단순해진다. 따라서, 이러한 화합물은 PSA 유형의 디스플레이에 높은 선경사를 생성하는 데 적합하다. 종래 기술의 중합가능한 화합물에 비해, 상기 화합물은 보다 빠르고 완전한 중합 반응을 나타내고 보다 높은 용해도를 가지며 보다 높은 VHR 값이 LC 매질에서 가능하게 한다.

WO 2008/112452 A1은, 마이크로구조의 광학 필름에 사용하기 위한, 트라이페닐 또는 터페닐 코어, 및 이에 부착된 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 기를 포함하는 중합가능한 화합물에 대해 개시하고 있으나, 이후 본원 명세서 및 청구범위에 기재되는 반응성 메소젠에 대해서나, 또는 이의 LC 디스플레이의 능동형의 스위칭가능한 LC 층을 위한 LC 매질에서의 용도에 대해서는 언급하고 있지 않다.

본 발명은 하기 화학식 I의 화합물의 액정(LC) 매질 및 LC 디스플레이, 특히 LC 디스플레이의 능동 또는 스위칭가능한 층의 LC 매질에서의 용도에 관한 것이다:

[화학식 I]

상기 식에서,

A¹ 및 A³은 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일이고, 이때 이들 모든 기에서 하나 이상의 CH 기는 임의로 N으로 대체되고,

A²는 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일(이들 모든 기에서 하나 이상의 CH 기는 임의로 N으로 대체됨), 사이클로헥산-1,4-다이일(여기서, 하나 이상의 비-인접 CH₂-기는 임의로 O 및/또는 S로 대체됨), 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-메타노-인단-2,5-다이일(이들 모든 기는 비치환되거나 L로 일치환 또는 다치환됨)이고,

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)₂, 임의로 치환되는 실릴, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의로 치환되는 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 탄소수 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬(이때, 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 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, CN, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음)이고,

R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬이고,

P¹, P² 및 P³은 서로 독립적으로 중합가능한 기를 나타내고,

Sp¹, Sp² 및 Sp³은 서로 독립적으로 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,

Y¹은 할로겐이고,

R^x는 P-, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 선형, 분지형 또는 환형 알킬(이때, 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 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 임의로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체됨), 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의로 치환되는 아릴, 아릴옥시, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시를 나타내고,

X¹, X² 및 X³은 서로 독립적으로 O, S, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -CF₂O-, 또는 단일 결합을 나타내고,

n은 0, 1 또는 2이고,

m 및 o는 서로 독립적으로 1 또는 2이고,

t는 0, 1, 2 또는 3이다.

바람직하게는, 화학식 I의 화합물 및 이를 함유하는 LC 매질은 PS(중합체 안정화된) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 LC 디스플레이에 사용된다.

또한, 본 발명은 O 및 S와 다른 하나 이상의 기 X¹, X² 또는 X³을 포함하는 신규의 화학식 I의 화합물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 화학식 I의 화합물의 신규의 제조 방법 및 이러한 방법에서 사용되거나 수득되는 신규의 중간체에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물 및 하나 이상의 추가의 화합물(이는 또한 메소젠성, 액정 및/또는 중합가능한 화합물일 수 있음)을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은

- 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 A), 및

- 전술 및 후술되는 저분자량 화합물(단량체성 및 비-중합가능한)을 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상 포함하는 액정 성분 B)(이하에서는 "LC 호스트 혼합물"이라고도 함)

를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물의 중합에 의하거나 또는 전술된 중합가능한 성분 A)의 중합에 의해 수득되는 중합체를 포함하고, 하나 이상의 추가적인 화합물(이는 또한 메소젠성, 액정 및/또는 중합가능한 성분 B)일 수 있음)을 추가로 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 화학식 I의 중합가능한 화합물 또는 중합가능한 성분 A)를 중합시킨 전술 및 후술되는 LC 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 하나 이상의 저분자량 액정 화합물, 또는 전술 및 후술되는 LC 호스트 혼합물 또는 액정 성분 B)을 화학식 I의 중합가능한 화합물 하나 이상, 및 임의로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 전술 및 후술되는 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, PS 및 PSA 디스플레이, 특히 LC 매질을 함유하는 PS 및 PSA 디스플레이에서, 바람직하게는 전기장 또는 자기장 내에서, PSA 디스플레이 중의 화학식 I의 화합물의 동일 반응계 내 중합에 의해 LC 매질의 경사 각을 생성하기 위한, 본 발명에 따른 화학식 I의 중합가능한 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물 또는 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이, 특히 PS 또는 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PS-FFS, PSA-포지-VA 또는 PSA-TN 디스플레이에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 전술한 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물 또는 중합가능한 성분 A)의 중합해 의해 수득가능한 중합체를 포함하거나 또는 본 발명에 따른 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이, 특히 PS 또는 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PS-FFS, PSA-포지-VA 또는 PSA-TN 디스플레이에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 2개의 기판 및 2개의 전극을 갖는 LC 셀(이때, 하나 이상의 기판은 광에 투명하고 하나 이상의 기판은 1개 또는 2개의 전극을 가짐), 및 상기 기판들 사이에 배치된, 중합된 성분 및 저분자량 성분을 포함하는 LC 매질의 층(이때, 상기 중합된 성분은 바람직하게는 전극에 전압을 인가하여 LC 셀의 기판들 사이의 LC 매질 내의 하나 이상의 중합가능한 화합물을 중합함으로써 수득가능하고, 상기 중합가능한 화합물 중 하나 이상은 전술 및 후술된 화학식 I의 중합가능한 화합물로부터 선택됨)을 포함하는 PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 전술 및 후술되는 하나 이상의 저분자량 액정 화합물 또는 LC 호스트 혼합물 또는 액정 성분 B)와 전술 및 후술되는 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물 또는 중합가능한 성분 A)를 포함하는 LC 매질을 전술 및 후술되는 2개의 기판 및 2개의 전극을 갖는 LC 셀에 충전시키고, 바람직하게는 상기 전극에 전압을 인가하면서 상기 중합가능한 화합물을 중합하는 단계를 포함하는, 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. 예를 들어, 본 발명에 따른 PSA-VA, PSA-OCB 또는 PSA-TN 디스플레이에서와 같이 하나의 전극이 2개의 기판에 각각 적용되거나, 예를 들어, 본 발명에 따른 PSA-포지-VA, PSA-IPS 또는 PSA-FFS 디스플레이에서와 같이 2개의 기판 중 하나에만 2개의 전극이 적용되고 나머지 기판은 전극을 갖지 않는다.

용어 정의

본원에 사용된 "경사(tilt)" 및 "경사 각(tilt angle)"이라는 용어는, LC 디스플레이(본원에서는 바람직하게는 PS 또는 PSA 디스플레이)에서 셀의 표면에 대한 LC 매질의 LC 분자들의 경사 정렬을 의미한다. 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 큰 경사에 대응한다. 경사 각을 측정하기에 적합한 방법은 실시예에 제시되어 있다. 달리 기재되지 않는 한, 상기 및 하기에 기재된 경사 각 값은 이러한 측정법과 관련된다.

본원에 사용된 "메소젠성 기"라는 용어는, 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있고, 이의 인력 및 척력의 비등방성으로 인해 본질적으로 저분자량 또는 중합가능한 물질 중에 액정(LC) 상을 유발하는 데 기여하는 기를 의미한다. 메소젠성 기를 함유하는 화합물(메소젠성 화합물) 자체가 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 제시되어 있다.

"스페이서 기"(이하 "Sp"로도 함)라는 용어는 또한 당업자에게 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. 본원에 사용된 "스페이서 기" 또는 "스페이서"라는 용어는, 중합가능한 메소젠성 화합물에서 메소젠성 기와 중합가능한 기를 연결하는 가요성 기, 예를 들면 알킬렌 기를 의미한다.

본원에 사용된 "반응성 메소젠" 및 "RM"이라는 용어는, 메소젠성 기 및 중합에 적합한 하나 이상의 작용 기(이는 또한 중합가능한 기 또는 P라고도 함)를 함유하는 화합물을 의미한다.

본원에 사용된 "저분자량 화합물" 및 "비-중합가능한 화합물"이라는 용어는, 당업자에게 공지된 통상적 조건, 특히 RM의 중합에 사용되는 조건 하에 중합에 적합한 임의의 작용 기를 함유하지 않는 일반적으로 단량체성 화합물을 의미한다.

본원에 사용된 "활성층" 및 "스위칭가능한 층"이라는 용어는, 전기광학 디스플레이, 예를 들면 전기장 또는 자기장 같은 외부 자극에 배향이 변하여, 결국 층의 전송이 편광 또는 비편광된 광에 대해 변하는 LC 분자들과 같이 구조적 이방성 및 광학 이방성을 갖는 분자들을 하나 이상 포함하는 LC 디스플레이에서의 층을 의미한다.

상기 및 하기에서 "유기 기"는 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타낸다.

"탄소 기"는 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 모노- 또는 다가 유기 기를 나타내며, 이는 추가의 원자(예컨대, -C≡C-)를 함유하지 않거나 임의로 하나 이상의 추가의 원자, 예컨대 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge(예컨대, 카본일 등)를 함유한다. "탄화수소 기"라는 용어는 하나 이상의 H 원자를 추가로 함유하고, 임의로 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 함유하는 탄소 기를 나타낸다.

"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.

"공액 라디칼" 또는 "공액 기"는 원칙적으로 sp²-혼성(또는 가능하게는 sp-혼성) 탄소 원자(이는 또한 상응하는 헤테로원자로 치환될 수도 있음)를 함유하는 라디칼 또는 기를 나타낸다. 가장 간단한 경우에, 이는 이중 결합 및 단일 결합이 교대로 존재하는 것을 의미한다. 여기서 "원칙적으로"는 공액 간섭을 유발하는 자연 발생 결함이 "공액"이라는 용어를 평가절하시키지 않는 것을 의미한다. 또한, "공액"이라는 용어도 마찬가지로 예를 들면 아릴아민 단위 또는 특정의 헤테로사이클(즉, N, O, P 또는 S 원자를 통한 공액)이 라디칼 또는 기에 존재하는 경우에 본원에 사용된다.

탄소 또는 탄화수소 기는 포화 또는 불포화 기일 수 있다. 불포화 기는, 예컨대 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 초과의 탄소 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 선형, 분지형 및/또는 환형일 수 있고, 또한 스피로 연결 또는 축합 고리를 가질 수 있다.

"알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등이라는 용어는 또한 다가 기, 예컨대 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.

"아릴"이라는 용어는 방향족 탄소 기 또는 이들로부터 유도된 기를 나타낸다. "헤테로아릴"이라는 용어는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한 상기 정의된 바와 같은 "아릴"을 나타낸다.

바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 임의로 치환되는 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 및 알콕시카본일옥시, 임의로 치환되는 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 아릴 또는 아릴옥시 또는 임의로 치환되는 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카본일, 아릴옥시카본일, 아릴카본일옥시 및 아릴옥시카본일옥시이다.

추가로 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.

추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형, 분지형 또는 환형 알킬 라디칼이며, 이들은 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN로 단일- 또는 다중 치환되고, 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R^x)=C(R^x)-, -C≡C-, -N(R^x)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 치환될 수 있다.

R^x는 바람직하게는, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 H, 할로겐, 선형, 분지형 또는 환형 알킬쇄(이때, 하나 이상의 비-인접 탄소 원자는 추가로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 치환될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 추가로 플루오린으로 치환될 수 있다), 임의로 치환되는 6 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 아릴 또는 아릴옥시 기 또는 임의로 치환되는 2 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.

바람직한 알콕시 기는, 예컨대 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.

바람직한 알킬 기는, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-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, 예컨대 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.

바람직한 알킨일 기는, 예컨대 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.

바람직한 아미노 기는, 예컨대 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.

아릴 및 헤테로아릴 기는 단일환 또는 다환일 수 있는데, 즉 1개 고리(예컨대, 페닐) 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있고, 이는 또한 융합(예컨대, 나프틸)되거나 공유 결합(예컨대, 바이페닐)될 수 있거나, 융합되고 연결된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는데, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택된다.

6 또는 25개의 탄소 원자를 갖는 모노-, 바이- 또는 트라이사이클릭 아릴 기, 및 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 모노-, 바이- 또는 트라이사이클릭 헤테로아릴 기가 특히 바람직하고, 이들은 임의로 융합된 고리를 함유하고, 임의로 치환된다. 5, 6 또는 7-원 아릴 및 헤테로아릴 기가 추가로 바람직한데, 이들은 또한 하나 이상의 CH 기는, O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 N, S 또는 O로 치환될 수 있다.

바람직한 아릴 기는, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등이다.

바람직한 헤테로아릴 기는, 예컨대 5-원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 푸란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이속사졸, 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, 6-원 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 융합 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 푸린, 나프이미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤족사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 다이벤조푸란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, p-터리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜, 또는 이들의 조합이다.

또한, 전술 및 후술되는 아릴 및 헤테로아릴 기는 알킬, 알콕시, 티오알킬, 플루오린, 플루오로알킬 또는 추가로 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.

상기 (비-방향족) 지환족 및 헤테로사이클릭 기는 포화 고리(즉 단일 결합만을 함유하는 고리), 또한 부분적으로 불포화된 고리(즉 다중 결합을 함유할 수 있는 고리)를 둘 다 포함한다. 헤테로고리는 하나 이상의 헤테로원자를 함유하고, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택된다.

상기 (비-방향족) 지환족 및 헤테로사이클릭 기는 단일환, 즉 오직 1개의 고리(예컨대, 사이클로헥산), 또는 다환, 즉 복수개의 고리(예컨대, 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)를 함유할 수 있다. 포화 기가 특히 바람직하다. 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 모노-, 바이- 또는 트라이사이클릭 기가 추가로 바람직하며, 이들은 임의로 융합된 고리를 함유하고, 임의로 치환된다. 5, 6, 7 또는 8-원 카보사이클릭 기가 추가로 바람직하며, 이들은 추가로 하나 이상의 탄소 원자는 Si로 치환될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기는 N로 치환될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 치환될 수 있다.

바람직한 지환족 및 헤테로사이클릭 기는, 예컨대 5-원 기, 예를 들면 사이클로펜탄, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로티오푸란, 피롤리딘, 6-원 기, 예를 들면 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘, 7-원 기, 예를 들면 사이클로헵탄, 및 융합된 기, 예를 들면 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.

바람직한 치환기는, 예컨대 가용화-촉진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자-회수 기, 예컨대 불소, 니트로 또는 니트릴, 또는 중합체에서 유리 전이 온도(T_g)를 높이기 위한 치환기, 특히 벌키(bulky) 기, 예컨대 t-부틸 또는 임의로 치환되는 아릴 기이다.

또한, 상기 및 하기에 "L"로서 나타내어지는 바람직한 치환기는, 예컨대 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)₂이고, 이때 R^x는 상기에 제시된 의미를 갖고, Y¹은 할로겐, 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의로 치환되는 실릴 또는 아릴, 및 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내며, 이때 하나 이상의 H 원자는 임의로 F 또는 Cl로 치환될 수 있다.

"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는 할로겐, -CN, R⁰, -OR⁰, -CO-R⁰, -CO-O-R⁰, -O-CO-R⁰ 또는 -O-CO-O-R⁰로 치환됨을 의미하며, 이때 R⁰는 상기에 제시된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 치환기 L은, 예컨대 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅, 추가로 페닐이다.

는 바람직하게는

이고, 이때, L은 상기에 제시된 의미 중 하나를 갖는다.

상기 중합가능한 기 P는 중합 반응, 예컨대 유리-라디칼 또는 이온 중합, 다중 첨가 또는 중축합에 적합하거나, 또는 중합체-유사 반응, 예컨대 주요 중합체 쇄 상의 부가 또는 축합 반응에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히 -C=C- 이중 결합 또는 -C≡C- 삼중 결합을 함유한 기, 및 개환 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드 기가 특히 바람직하다.

바람직한 기 P는 CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, 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-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃를 나타내고, W² 및 W³는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및W⁶은 각각, 서로 독립적으로, Cl, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은 각각, 서로 독립적으로, H, Cl 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe은 1,4-페닐렌을 나타내고, 이는 임의로 P-Sp-가 아닌 상기에 정의된 하나 이상의 라디칼 L로 치환되고, k₁, k₂ 및 k₃는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, k₃는 바람직하게는 1을 나타내고, k₄는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

특히 바람직한 기 P는 CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-O-, CH₂=CW²-, 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-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃를 나타내고, W² 및 W³는 각각, 서로 독립적으로, H, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및 W⁶는 각각, 서로 독립적으로, Cl, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은 각각, 서로 독립적으로, H, Cl 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe은 1,4-페닐렌을 나타내고, k₁, k₂ 및 k₃는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, k₃는 바람직하게는 1을 나타내고, k₄는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

매우 특히 바람직한 기 P는 CH₂=CW¹-CO-O-, 특히 CH₂=CH-CO-O-, CH₂=C(CH₃)-CO-O- 및 CH₂=CF-CO-O-, 추가로 CH₂=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH)₂CH-O-,

로 이루어진 군으로부터 선택된다.

추가로 매우 특히 바람직한 기 P는 비닐, 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 특히 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타낸다.

단일 결합을 제외한 바람직한 스페이서 기 Sp는 화학식 Sp"-X"로부터 선택되어, 라디칼 "P-Sp-"는 화학식 "P-Sp"-X"-"를 따르고, 이때

Sp"는 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬렌을 나타내고, 이는 임의로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중 치환되고, 이때 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 추가로, 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -N(R⁰)-, -Si(R⁰⁰R⁰⁰⁰)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R⁰⁰)-CO-O-, -O-CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,

X"는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY²=CY³-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 의미하고,

R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 의미하고,

Y² 및 Y³는 각각, 서로 독립적으로, H, F, Cl 또는 CN을 의미한다.

X'는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -NR⁰-CO-NR⁰- 또는 단일 결합이다.

전형적인 스페이서 기 Sp"는, 예컨대 -(CH₂)_p1-, -(CH₂CH₂O)_q1-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂- 또는 -(SiR⁰⁰R⁰⁰⁰-O)_p1-이고, 이때 p1은 1 내지 12개의 정수이고, q1은 1 내지 3개의 정수이고, R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰는 상기에 제시된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 기 -Sp"-X"-는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-O-CO-, -(CH₂)_p1-O-CO-O-이고, 이때 p1 및 q1는 상기에 제시된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 기 Sp"은 예를 들어 각각의 경우에서 직쇄형 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 R^a 및/또는 R^b는, 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 화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬은, 단일 결합 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지쇄 알킬렌을 나타내고, 이때 하나 이상의 비-인접 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- 또는 -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 의미들 중 하나를 갖고,

P¹ 내지 P⁵는 각각 서로 독립적으로 P에 대해 제시된 의미들 중 하나를 갖는다.

특히 바람직하게는 하기 하위 화학식 I1 및 I2로부터 선택되는 화학식 I의 화합물이다:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 화학식 I에 정의된 바와 같고 n1은 1 또는 2이다.

추가의 바람직한 화학식 I, I1 및 I2의 화합물은 하기 기 정의를 갖는 화합물이다:

- n은 0이고,

- n1은 1이고,

- m은 1이고,

- o는 1이고,

- n은 0이고, m은 1이고, o는 1이고,

- n은 1이고,

- n은 1이고, m은 1이고, o는 1이고,

- t는 0이고,

- t는 1이고,

- P¹, P² 및 P³은 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 옥세탄으로 이루어진 군으로부터 선택되고,

- 라디칼 Sp¹, Sp² 및 Sp³ 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고,

- 라디칼 Sp 중 하나 이상은 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-OCO- 또는 -(CH₂)_p1-OCOO-를 나타내고, 여기서 p1은 1 내지 12의 정수를 나타내고, r1은 1 내지 8의 정수를 나타내고,

- Sp²는 단일 결합을 나타내고, Sp¹ 및 Sp³은 단일 결합이 아니고,

- Sp²는 단일 결합이 아니고, Sp¹ 및 Sp³은 단일 결합을 나타내고,

- X¹, X² 및 X³은 서로 독립적으로 O, OC(O), C(O)O 또는 단일 결합을 나타내고,

- X¹, X² 및 X³ 중 하나 이상은 OC(O), C(O)O 또는 단일 결합을 나타내고,

- X¹, X² 및 X³은 서로 독립적으로 OC(O), C(O)O 또는 단일 결합을 나타내고

- A¹ 및 A³은 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 및 나프탈렌-2,6-다이일, 매우 바람직하게는 1,4-페닐렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 고리들은 임의로 전술 및 후술되는 L로 일치환되거나 다치환되고,

- Z¹, Z² 및 Z³은 -O-, -CO-O-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C- 및 단일 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,

- Z¹, Z² 및 Z³은 단일 결합을 나타내고,

- L은 중합가능한 기를 나타내거나 함유하지 않고,

- L은 F, Cl, -CN 및 탄소수 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬로부터 선택되는 비-중합가능한 기이고, 이때 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 추가로 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 치환될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 추가로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 치환될 수 있고,

- L은 F, -CN, 및 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 하나 이상의 H 원자는 임의로 F로 치환된다.

특히 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 하위 화학식 I1a 및 I2a로부터 선택된다:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 상기 및 하기에 정의된 바와 같다.

또한, 본 발명은 신규의 화학식 I, I1, I2 및 이들의 하위 화학식의 화합물에 관한 것으로, 이들은, O 및 S가 아닌 하나 이상의 기 X¹, X² 및/또는 X³를 포함하고, 바람직하게는 X¹, X² 및/또는 X³는 서로 독립적으로 OC(O), C(O)O 또는 단일 결합을 나타낸다.

또한, 본 발명은 하기 화학식 II로부터 선택되는, 화학식 I의 화합물의 제조를 위한 신규의 중간체에 관한 것이다:

[화학식 II]

상기 식에서,

Sp¹ ^,2,3, A^1,2,3, Z¹ ^,2,3, X¹ ^,2,3, L, m, n, o 및 t는 화학식 I에 기재되어 있거나 전술 및 후술되는 의미를 갖고, Sg는 H 또는 보호기를 나타내고, O 및 S가 아닌 하나 이상의 기 X¹, X² 및/또는 X³를 포함하고, 바람직하게는 X¹, X² 및/또는 X³는 서로 독립적으로 OC(O), C(O)O 또는 단일 결합을 나타낸다.

적합한 보호기 Sg는 당해 분야 숙련자에게 공지되어 있다. 바람직한 보호기는 알킬, 아실, 알킬실릴 및 아릴실릴 기, 특히 2-테트라하이드로피란일 또는 메톡시메틸이다.

특히 바람직한 화학식 II의 화합물은 하기 하위 화학식 II1 및 II2로부터 선택된다:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 화학식 II에서 정의된 바와 같고 n1은 1 또는 2이다.

특히 바람직한 화학식 II의 화합물은 하기 하위 화학식 II1a 및 II2a로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 화학식 II에 정의된 바와 같다.

특히 바람직한 화학식 II, II1 및 II2의 화합물 및 이들의 하위 화학식은 Sg가 H를 나타내는 화합물이다.

화학식 II, II1 및 II2 및 이들의 하위 화학식에서 Sg가 H를 나타내고 Sp¹, Sp² 또는 Sp³가 각각 단일 결합인 경우, 인접 기 X¹, X² 또는 X³은 각각 O, S 및 *-C(O)O-가 아니고, 이때 "*"은 A¹ 내지 A³의 벤젠 고리에 대한 연결을 나타낸다.

화학식 I 및 II 및 이의 하위 화학식의 화합물 및 중간체는 당해 분야 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 기재되어 있다.

화학식 I 및 II의 화합물 및 중간체의 특히 적합하고 바람직한 제조 방법은 예를 들면 하기 반응식으로 도시되고 바람직하게는 하기 기재되는 하나 이상의 단계를 포함한다.

예컨대, 화학식 I의 화합물은, 중합가능한 기 P를 함유한 상응하는 산, 산 유도체 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 화학식 II의 중간체를 에스터화 또는 에터화시켜 합성될 수 있다.

하기 반응식 1에 도시된 바와 같이, 아크릴산 또는 메타크릴산 에스터(3)(여기서, R은 H 또는 CH₃임)는 피리딘 또는 트라이에틸 아민 및 4-(N,N-다이메틸아미노)피리딘(DMAP)의 존재 하에 상응하는 알코올(2)을 산 유도체, 예를 들면 (메트)아크릴로일 클로라이드 또는 (메트)아크릴산 무수물로 에스터화시켜 제조될 수 있다. 다르게는, 상기 에스터(3)는 예를 들어 다이사이클로헥실카보다이이미드(DCC) 또는 1-에틸-3-(3-다이메틸아미노프로필)카보다이이미드(EDC) 및 DMAP를 사용한 스테글리히(Steglich) 방법에 따라 탈수제의 존재 하에 알코올(2)을 (메트)아크릴산으로 에스터화시켜 제조될 수 있다.

반응식 1

중간체(2)의 합성에 적합한 상업적으로 입수가능한 출발 물질은 예를 들면 3,5-다이브로모 페놀 또는 3,5-다이브로모 아니솔이고, 이는 전이 금속 촉매의 존재 하에 커플링 반응(예컨대, 스즈키, 쿠마다 또는 네기시 커플링)하여 하기 반응식 2에 도시된 터페닐 유도체를 형성할 수 있다. 이는 또 다른 교차 커플링 반응에 의해 페놀 기를 예를 들면 에터, 에스터 또는, 트라이플레이트와 반응 후에, 추가의 알킬 또는 아릴 화합물로 제어 변형될 수 있다.

1,3,5-트라이할로겐 벤젠으로부터, 혼합된 할로겐 치환기를 갖는 화합물, 예컨대 1-브로모-3,5-다이클로로 벤젠 또는 1-요오도-3,5-다이브로모 벤젠이 이들의 높은 선택도 때문에 바람직하다.

반응식 2

예를 들어, 문헌[L. H. Heitman et al., J. Med. Chem. 2009, 52(7), 2036-2042]에서는 4,4"-다이메톡시-[1,1':3',1"]-터페닐-5'-올(8)에 대해 기재하고 있으며, 이는, 에터 절단 후, 빙초산 중에서 HBr과 반응하거나 붕소 트라이브로마이드와 반응하여 하기 반응식 3에 도시된 트라이아크릴레이트를 형성할 수 있다.

반응식 3

이와 유사하게, 상응하는 치환된 보론산 또는 보론산 에스터를 사용하여 하기 반응식 4에 도시된 스페이서 기를 갖는 화합물에 접근할 수 있다.

반응식 4

문헌에 공지된 적합하고 바람직한 보론산 및 보론산 에스터의 예를 하기 표 1에 나열하였다.

[표 1]

치환된 3,5-다이아릴 페놀에 대한 접근은 예를 들면 문헌[Alan R. Katritzky et al., J. Org . Chem . 1997, 62, 8215-8217]에 기재되어 있다(하기 반응식 5 참조). 유사한 반응이 문헌[K. Eichinger, Synthesis 1987, 1061-1064]에 개시되어 있다.

반응식 5

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 당업자에게 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 당업자에게 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 중합성 성분 A)의 총량을 기준으로 안정화제의 비율은 바람직하게는 10 내지 500,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 50,000 ppm이다.

PSA 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 0 초과 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 0 초과 1 중량% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량%의 중합가능한 화합물, 특히 전술된 화학식의 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 0 초과 5% 미만, 특히 바람직하게는 0 초과 1% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.5%이다.

본 발명에 따른 LC 매질 중의 상기 액정 성분 또는 성분 B)의 비율은 바람직하게는 95 이상 100% 미만, 특히 바람직하게는 99 내지 100% 미만이다.

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 화학식 M1 내지 M42로부터 선택된다:

상기 식에서,

P¹, P² 및 P³은 각각, 서로 독립적으로, 중합가능한 기, 바람직하게는 P에 대해 전술 및 후술되는 의미들 중 하나를 갖는 것을 나타내고, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,

Sp¹, Sp² 및 Sp³은 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 통해 일어나고,

또한, 라디칼 P¹-Sp¹-, P¹-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 R^aa를 나타낼 수 있으나, 단, 존재하는 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 적어도 하나는 R^aa를 나타내지 않고,

R^aa는 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 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 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(이때 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 갖는다)를 나타내고,

R⁰ 및 R⁰⁰은 각각, 서로 독립적으로, 각각의 경우 동일하거나 상이하게 H, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

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

X¹, X² 및 X³은 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO- 또는 단일 결합을 나타내고,

Z¹은 -O-, -CO-, -C(R^yR^z)- 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 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 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.

특히 바람직한 화합물은 화학식 M1 내지 M28의 화합물이다.

M1 내지 M42의 화합물에서,

는 바람직하게는

이고,

상기 식에서,

L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 전술 또는 후술되는 의미들 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, C(CH₃)₃, CH(CH₃)₂, CH₂CH(CH₃)C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅ 또는 P-Sp-, 매우 바람직하게는 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃, OCF₃ 또는 P-Sp-, 더 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃, COCH₃ 또는 OCF₃, 특히 F 또는 CH₃이다.

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, 적합한 호스트 혼합물은, 통상의 VA 및 OCB 디스플레이에 사용하기 적합한 임의의 LC 혼합물이다. 적합한 LC 혼합물은 당업자에게 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.

화학식 I의 중합가능한 화합물은, 말단 알켄일 기를 갖는 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 호스트 혼합물에 사용하기에 특히 적합하고, 이때 상기 화합물은 종래 기술로 공지된 반응성 메소젠에 비해 용해도, 반응성 또는 경사 각 생성 능력 같은 개선된 특성들을 보인다.

제 1의 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 음의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 LC 호스트 혼합물을 함유한다. 이러한 LC 매질은 특히 PSA-VA 디스플레이에 사용하기 적합하다. 이러한 LC 매질의 특히 바람직한 실시양태는 하기 섹션 a) 내지 x)의 매질들이다:

a) 하나 이상의 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고,

b는 0 또는 1을 나타내고,

는

를 나타내고,

R¹ 및 R²는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고(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 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

Z^x 및 Z^y는 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, L¹ 및 L²는 둘 다 F를 나타내거나, L¹ 및 L² 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타내거나, L³ 및 L⁴는 둘 다 F를 나타내거나, L³ 및 L⁴ 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타낸다.

상기 화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식CY1 내지 CY32로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고,

알킬 및 알킬^*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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 하위 화학식 PY1 내지 PY20으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

(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:

ZK

상기 식에서,

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

R³ 및 R⁴는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,

Z^y는 -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 하위 화학식 ZK1 내지 ZK10으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알켄일 라디칼을 나타낸다.

c) 하기 화학식 DK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

DK

상기 식에서, 각 경우에서 개별 라디칼은 동일하거나 상이하게 하기의 의미를 갖는다:

R⁵ 및 R⁶는 각각, 서로 독립적으로, 상기 R¹에 대해 제시된 의미들 중 하나를 갖고,

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

e는 1 또는 2를 나타낸다.

상기 화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 DK1 내지 DK12로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내고, 알켄일 및 알켄일^*은 각각, 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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:

LY

상기 식에서,

는

를 나타내고,

f는 0 또는 1을 나타내고,

R¹ 및 R²는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고,

Z^x 및 Z^y는 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 하위 화학식 LY1 내지 LY24로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹은 상기 제시된 의미를 갖고, 알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼이고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다. R¹은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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:

상기 식에서,

알킬은 C₁ _-6-알킬을 나타내고, L^x는 H 또는 F를 나타내고, X는 F, Cl, OCF₃, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂를 나타낸다. X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.

f) 하기 화학식 Y1 내지 Y16으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁵는 상기 R¹에 대해 제시된 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 화학식 B1 내지 B3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 바이페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내고, 알켄일 및 알켄일^*은 각각, 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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 하위 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬^*은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 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:

T

상기 식에서,

는 각각, 서로 독립적으로,

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 하위 화학식 T1 내지 T24로 이루어진 군으로부터 선택된다:

*

상기 식에서,

R은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, R^*은 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알켄일 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다. R^*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.

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 하위 화학식의 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 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이다.

본 발명에 따른 혼합물의 Δn이 0.1 이상인 것으로 의도되는 경우, 바람직하게는 터페닐이 상기 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 상기 화학식 T의 화합물, 바람직하게는 상기 화학식 T1 내지 T22의 화합물의 군으로부터 선택되는 터페닐 화합물 하나 이상을 2 내지 20 중량% 포함한다.

i) 하기 화학식 O1 내지 O11로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량% 추가로 포함하는 LC 매질:

FI

상기 식에서,

는

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 제시된 의미들 중 하나를 갖는다.

특히 바람직한 상기 화학식 FI의 화합물은 하기 하위 화학식 FI1 내지 FI8로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁷은 바람직하게는 직쇄형 알킬을 나타내고, R⁹는 CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇을 나타낸다. 화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.

m) 하기 화학식 VK1 내지 VK4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁸은 R¹에 대해 제시된 의미를 갖고, 알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼이다.

n) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 화합물, 예를 들어 하기 화학식 N1 내지 N10으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹⁰ 및 R¹¹은 각각, 서로 독립적으로, R¹에 대해 제시된 의미들 중 하나를 갖고, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각, 서로 독립적으로, 상기 제시된 의미를 갖고, 고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고, Z^m은 -C₂H₄-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고, c는 0 또는 1이다.

특히 바람직한 상기 화학식 BC, CR 및 RC의 화합물은 하기 하위 화학식 BC1 내지 BC7, CR1 내지 CR9, 및 RC1 내지 RC3으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, c는 1 또는 2이고, 알켄일 및 알켄일^*은 각각, 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 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 혼합물이 매우 특히 바람직하다.

p) 하기 화학식 PH 및 BF의 플루오르화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각, 서로 독립적으로, 상기 제시된 의미를 갖고, b는 0 또는 1을 나타내고, L은 F를 나타내고, r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.

하기 하위 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학식 PH 및 BF의 화합물이 특히 바람직하다:

상기 식에서,

R 및 R'은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.

q) 하기 화학식 Y의 일환형 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

바람직하게는, L¹ 및 L²는 둘 다 F를 나타내거나, L¹ 및 L² 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타낸다.

화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 Y1 내지 Y10으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내고, 알콕시는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알콕시 라디칼을 나타내고, 알켄일 및 알켄일^*은 각각, 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알켄일 라디칼을 나타내고, O는 산소 원자 또는 단일 결합을 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.

특히 바람직한 화학식 Y의 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, 알콕시는 3, 4 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 알콕시를 나타낸다.

r) 본 발명에 따른 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 이의 하위 화학식의 화합물 및 공단량체 외에, 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH₂)를 함유하는 화합물을 포함하지 않는 LC 매질.

s) 바람직하게는 본 발명에 따른 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 이의 하위 화학식의 화합물로부터 선택된 1 내지 5종, 바람직하게는 1, 2 또는 3종의 중합가능한 화합물을 포함하는 LC 매질.

t) 전체 혼합물 중에서 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 이의 하위 화학식의 비율이 0.05 내지 5%, 바람직하게는 0.1 내지 1%인 LC 매질.

u) 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.

v) 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.

w) 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.

x) 전체 혼합물 중에서 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인 LC 매질.

y) LC 혼합물이 바람직하게는 화학식 CY, PY 및 LY(이때, R¹ 및 R² 중 하나 또는 둘 다는 탄소수 2 내지 6의 직쇄형 알켄일임), 화학식 ZK 및 DK(이때, R³ 및 R⁴ 중 하나 또는 둘 다는 탄소수 2 내지 6의 직쇄형 알켄일임), 및 화학식 B2 및 B3으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 매우 바람직하게는 화학식 CY15, CY16, CY34, CY32, PY15, PY16, ZK3, ZK4, DK3, DK6, B2 및 B3로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 화학식 ZK3, ZK4, B2 및 B3으로부터 선택되는, 알켄일 기를 함유하는 화합물을 하나 이상 함유하는 LC 매질. LC 호스트 혼합물 중의 이들 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%이다.

z) 선경사 각이 바람직하게는 85°이하, 특히 바람직하게는 80°이하인 PSA-VA 디스플레이.

제 2의 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 양의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 LC 호스트 혼합물을 함유한다. 이러한 LC 매질은 특히 PSA-OCB-, PSA-TN-, PSA-포지-VA-, PSA-IPS- 또는 PSA-FFS-디스플레이에 사용하기 적합하다.

특히 바람직한 매질은, 하기 화학식 AA 및 BB의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 함유하고, 임의로는, 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물에 더하여, 하기 화학식 CC의 화합물을 하나 이상을 함유하는 제 2의 바람직한 실시양태의 LC 매질이다:

CC

상기 식에서,

는 각각, 서로 독립적으로, 각각의 경우 동일하거나 상이하게,

를 나타내고,

를 나타내고,

R²¹, R³¹, R⁴¹ 및 R⁴²는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 플루오로알킬, 또는 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알켄일이고,

X⁰은 F, Cl, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시이고,

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 결합이고,

Z⁴¹ 및 Z⁴²는 -CH₂CH₂-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH₂O-, -CF₂O-, -C≡C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,

L²¹, L²², L³¹ 및 L³²는 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 화학식 AA1 내지 AA4로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

A²¹, R²¹, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA에서 제시된 의미를 갖고, L²³ 및 L²⁴는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F이고, X⁰은 바람직하게는 F이다. 상기 화학식 AA1 및 AA2의 화합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 화학식 AA1의 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰은 화학식 AA1에서 R²¹에 대해 제시된 의미를 갖고, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA1에 제시된 의미를 갖고, L²³, L²⁴, L²⁵ 및 L²⁶은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고, X⁰은 바람직하게는 F이다.

화학식 AA1의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰은 화학식 AA1에서 R²¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

매우 특히 바람직한 화학식 AA2의 화합물은 하기 하위 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰은 화학식 AA1에서 R²¹에 대해 제시된 의미를 갖고, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA에 제시된 의미를 갖고, L²³, L²⁴, L²⁵ 및 L²⁶은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F이고, X⁰은 바람직하게는 F이다.

화학식 AA2의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰은 화학식 AA1에서 R²¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 AA3의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰은 화학식 AA1에서 R²¹에 대해 제시된 의미를 갖고, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA3에 제시된 의미를 갖고, X⁰은 바람직하게는 F이다.

화학식 AA4의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

AA4a

상기 식에서,

R⁰은 화학식 AA1에서 R²¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

A³¹, A³², R³¹, X⁰, L³¹ 및 L³²는 화학식 BB에 제시된 의미를 갖고, X⁰은 바람직하게는 F이다. 화학식 BB1 및 BB2의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 BB1의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB1에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖고, X⁰, L³¹ 및 L³²는 화학식 BB1에 제시된 의미를 갖고, X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다.

화학식 BB1a의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB1에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB1b의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB1에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰은 화학식 BB2에서 R²¹에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, X⁰, L³¹ 및 L³²는 화학식 BB2에 제시된 의미를 갖고, L³³, L³⁴, L³⁵ 및 L³⁶은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F이고, X⁰은 바람직하게는 F이다.

화학식 BB2a의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2b의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2c의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2d 및 BB2e의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2f의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³은 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2g의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2h의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2i의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³은 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB2k의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³은 화학식 BB2에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 BB1 및/또는 BB2의 화합물 외에 또는 다르게는, LC 매질은 또한 상기 정의된 하나 이상의 화학식 BB3의 화합물을 포함할 수 있다.

화학식 BB3의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³는 화학식 BB3에서 R³¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

바람직하게는, 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 LC 매질은, 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물 외에, 바람직하게는 상기 정의된 바와 같은 화학식 CC의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 -1.5 내지 +3의 범위의 유전 이방성을 갖는 유전체적으로 중성인 화합물을 하나 이상 포함한다.

화학식 CC의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식 CC1 내지 CC14로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁴¹ 및 R⁴²는 화학식 CC에 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 플루오르화된 알켄일이고, L⁴는 H 또는 F이다.

바람직하게는, 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 LC 매질은, 유전체적으로 중성인 화학식 CC의 화합물 외에 또는 다르게는, 화학식 DD의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 -1.5 내지 +3의 범위의 유전 이방성을 갖는 유전체적으로 중성인 화합물을 하나 이상 포함한다:

DD

상기 식에서,

A⁴¹, A⁴², Z⁴¹, Z⁴², R⁴¹, R⁴² 및 h는 화학식 CC에 제시된 의미를 갖는다.

화학식 DD의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁴¹ 및 R⁴²는 화학식 DD에 제시된 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-CH₃를 나타낸다.

화학식 AA 및 BB의 화합물은 본 발명에 따른 LC 매질에서 전체 혼합물의 바람직하게는 2% 내지 60%, 더 바람직하게는 3% 내지 35%, 매우 특히 바람직하게는 4% 내지 30%의 농도로 사용된다.

화학식 CC 및 DD의 화합물은 본 발명에 따른 LC 매질에서 전체 혼합물의 바람직하게는 2% 내지 70%, 더 바람직하게는 5% 내지 65%, 더욱더 바람직하게는 10% 내지 60%, 및 매우 특히 바람직하게는 10%(바람직하게는 15%) 내지 50%의 농도로 사용된다.

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 기술의 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 음의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 본 발명에 따른 LC 매질은 20℃ 및 1 kHz에서 바람직하게는 -0.5 내지 -10, 특히 -2.5 내지 -7.5 범위의 음의 유전 이방성 Δε을 갖는다.

특히 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(bend)" 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 이방성을 갖는 화합물에 기초한 매질이고, 바람직하게는 20℃ 및 1 kHz에서 +4 내지 +17 범위의 양의 유전 이방성 Δε을 갖는다.

PSA-OCB 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.14 내지 0.22, 특히 바람직하게는 0.16 내지 0.22이다.

PSA-TN, PSA-포지-VA, PSA-IPS 또는 PSA-FFS 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명의 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 양의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 20℃ 및 1 kHz에서 +2 내지 +30, 특히 바람직하게는 +3 내지 +20 범위의 양의 유전 이방성을 갖는다.

PSA-TN, PSA-포지-VA-, 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 당업자에게 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. 따라서, 비-중합가능한 첨가제는 비-중합가능한 성분 또는 성분 B)로 분류된다.

바람직한 실시양태에서, LC 매질은 하나 이상의 키랄 도판트를, 바람직하게는 0.01 내지 1%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 0.5%의 농도로 함유한다. 키랄 도판트는 바람직하게는 하기 표 2로부터의 화합물들로 이루어진 군으로부터, 매우 바람직하게는 R- 또는 S-1011, R- 또는 S-2011, R- 또는 S-3011, R- 또는 S-4011, 및 R- 또는 S-5011로 이루어진 군으로부터 선택된다.

또 다른 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 바람직하게는 앞선 단락에서 언급된 키랄 도판트로부터 선택되는 하나 이상의 키랄 도판트의 라세미체를 함유한다.

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 상응하는 화합물은, 예를 들면 EP-A-0 364 538에 기술되어 있다. 화학식 ZK에 상응하는 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 치환된 화합물을 포함할 수 있음은 당해 분야 숙련자들에게는 두말할 나위도 없다.

본 발명에 따른 LC 디스플레이의 구조는, 상기 인용된 종래 기술에 기술되어 있는 바와 같은 PSA 디스플레이의 통상적인 기하구조에 상응한다. 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 예시할 뿐 이를 제한하는 것은 아니다. 그러나, 하기 실시예는, 바람직하게 사용되는 화합물들, 및 그들 각각의 농도 및 서로 간의 그들의 조합을 갖는 바람직한 혼합물 개념을 당업자에게 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

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 매질은 상기 표 A의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된 화합물을 하나 이상 포함한다.

하기 표 B는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도판트를 나타낸다.

표 B

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 선택된 도판트를 하나 이상 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

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 선택된 안정화제를 하나 이상 포함한다.

하기 표 D는, 본 발명에 따른 LC 매질에서 바람직하게는 반응성 메소젠 화합물로서 사용될 수 있는 예시적 화합물들을 도시한다.

표 D

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 상기 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.

n_e는 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, "스플레이(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, 즉 용매 없이 전부 고체 또는 액정 성분을 전체로 포함하는 상응하는 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.

달리 기재되지 않는 한, 전술 및 후술되는 PSA 디스플레이에서 중합가능한 화합물을 중합시키는 방법은 LC 매질이 액정 상, 바람직하게는 네마틱 상인 온도에서 수행되며, 가장 바람직하게는 실온에서 수행된다.

달리 기재되지 않는 한, 시험 셀을 제조하고, 이의 전기광학 및 다른 특성들을 측정하는 방법은 이후 기술되는 방법 또는 이들과 유사한 방법에 의해 수행된다.

용량성 문턱 전압을 측정하는 데 사용되는 디스플레이는, 25 ㎛ 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 광을 조사함으로써 디스플레이 또는 시험 셀 내에서 중합된다. 실시예에서는, 달리 기재되지 않는 한, 금속 할로겐 램프 및 100 mW/㎠의 강도가 중합체 사용된다. 강도는 표준 UVA 미터(UVA 센서를 단 첨단 횐레(Hoenle) UV-미터)를 사용하여 측정한다.

결정 회전 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 VA-VHR 시험 셀(러빙되지 않은, VA-폴리이미드 정렬 층, LC-층 두께 d는 약 6 μm)에 도입한다. HR 값은, 1V, 60 Hz, 64 μs 펄스로 UV 노출 전후로 100℃에서 5분 후에 결정된다(측정 장치: 오트로닉-멜쳐스 VHRM-105).

실시예 1

2-메타크릴산-4,4''- 비스 -[2-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1'']터페닐-5'- 일에스터

1.1 4,4''- 비스 -(2- 하이드록시 - 에톡시 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-올

11.0 g(41.6 mmol)의 2-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란-2-일)-펜옥시]-에탄올, 5.25 g(20.8 mmol)의 3,5-다이브로모페놀 및 34.4 g(125 mmol)의 나트륨 메타보레이트-테트라하이드레이트를 60 ml의 THF 및 60 ml의 물에 현탁시키고 1.36 g(2 mmol)의 팔라듐(dppf)을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 가열 환류시켰다. 100ml의 물 및 100ml의 MTB 에터를 첨가한 후, 혼합물을 2M 염산으로 산성화시켰다. 유기층을 분리하고 수성 층을 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 황산나트륨 상에서 건조하고 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 톨루엔/에틸 아세테이트(1:1 내지 0:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 황색 오일을 수득하고, 이를 다이클로로메탄으로부터 결정화하였다.

¹H-NMR (500MHz, DMSO-d₆):

δ=3.72 ppm (t, J = 5.0 Hz, 4 H, -CH ₂OH), 4,00 (t, J = 5.0 Hz, 4 H, -OCH ₂CH₂OH), 6.92 (d, J = 1.6 Hz, 2 H, Ar-H), 6.97 (AB-m_c, darin: J = 8.8 Hz, 4 H, Ar-H), 7.19 (t, J = 1.6 Hz, 1 H, Ar-H), 7.56 (AB-m_c, darin: J = 8.8 Hz, 4 H, Ar-H).

1.2 2-메타크릴산-4,4''- 비스 -[2-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1'']터페닐-5'- 일에스터

4.00 g(10.9 mmol)의 4,4''-비스-(3-하이드록시-프로폭시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 3.48 g(40.4 mmol)의 메타크릴산 및 130 mg의 DMAP와 함께 140 ml의 다이클로로메탄에 현탁시키고, 10 ml의 다이클로로메탄 중의 6.27 g(40.4 mmol)의 EDC의 용액을 빙냉 하에 적가하였다. 1시간 후, 냉각을 중지하고 혼합물을 밤새 RT에서 교반하였다. 용매를 진공에서 제거하고 잔사를 실리카 겔을 통해 여과하였다. 아세토니트릴로부터 결정화하여 2-메타크릴산-4,4''-비스-[2-(2-메틸-아크릴로일옥시)-에톡시]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터를 m.p. 99℃의 무색 고체로서 수득하였다.

실시예 2

2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 프로폭시 ]-[1,1';3',1'']터페닐-5'- 일에스터

2.1 3,3'-[5'-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-[1,1':3',1''- 터페닐 ]-4,4''-다이일비스( 옥시 -3,1- 프로판다이일옥시 )] 비스 ( 테트라하이드로 -2 H -피란)

12.2 g(32.9 mmol)의 2-{3-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란-2-일)-펜옥시]-프로폭시}-테트라하이드로-2H-피란, 5.66g(16.5 mmol)의 1,3-다이브로모-5-(2-메톡시-에톡시메톡시)-벤젠 및 27.2 g(98.7 mmol)의 나트륨 메타보레이트-테트라하이드레이트를 60 ml의 THF 및 60 ml의 물에 현탁시키고 1.07 g(1 mmol)의 팔라듐(dppf)을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 가열 환류시켰다. 100ml의 물 및 100ml의 MTB 에터를 첨가한 후, 혼합물을 2M 염산으로 산성화하였다. 유기층을 분리하고 수성 층을 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 황산나트륨 상에서 건조하고 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 톨루엔/에틸아세테이트(7:3)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 3,3'-[5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-[1,1':3',1''-터페닐]-4,4''-다이일비스(옥시-3,1-프로판다이일옥시)]비스(테트라하이드로-2H-피란)을 황색 오일로서 수득하고, 이를 추가 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

2.2 4,4''- 비스 -(3- 하이드록시 - 프로폭시 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-올

7.90 g(12.1 mmol)의 3'-[5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-[1,1':3',1''-터페닐]-4,4''-다이일비스(옥시-3,1-프로판다이일옥시)]비스(테트라하이드로-2H-피란)을 60 ml의 메탄올에 용해시키고, 9 ml의 농축 염산을 첨가한 후, 밤새 실온에서 교반하였다. 혼합물을 물로 희석하고 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하였다. 4,4''-비스-(3-하이드록시-프로폭시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 황색 오일로서 수득하였다.

2.3 2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 프로폭시 ]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터

2.00 g(5.07 mmol)의 4,4''-비스-(3-하이드록시-프로폭시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 2.18 ml(25.4 mmol)의 메타크릴산 및 60 mg의 DMAP와 함께 100 ml의 다이클로로메탄에 용해시키고, 30 ml의 다이클로로메탄 중의 3.94 g(25.4 mmol)의 EDC의 용액을 빙냉 하에 적가하였다. 1시간 후, 냉각을 중지하고 혼합물을 밤새 RT에서 교반하였다. 용매를 진공에서 제거하고 잔사를 크로마토그래피로 정제하였다. 에탄올로부터 결정화하여 2-메틸-아크릴산-4,4''-비스-[3-(2-메틸-아크릴로일옥시)-프로폭시]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일에스터를 m.p. 49℃의 무색 결정으로서 수득하였다.

실시예 3, 4, 5 및 6의 화합물은 실시예 1 및 2와 유사하게 제조하였다.

실시예 3

2- 메틸 -아크릴산-2-{3,3''- 다이플루오르 -5'-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-4''-[2-(2-에틸- 아크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4- 일옥시 }-에틸 에스터

m.p. 74℃의 무색 결정.

실시예 4

2- 메틸 -아크릴산-3,3''- 다이플루오르 -4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-프 로폭시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일 에스터

m.p. 66℃의 무색 결정.

실시예 5

2- 메틸 -아크릴산-2-{3,3''- 다이에틸 -5'-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-4-[2-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4''- 일옥시 }-에틸 에스터;

m.p. 77℃의 무색 결정.

실시예 6

2- 메틸 -아크릴산-3-{3,3''- 다이에틸 -5'-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-4-[3-(2-에틸- 아크릴로일옥시 )- 프로폭시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4''- 일옥시 }-프로필 에스터

m.p. 144℃(분해)의 무색 결정.

실시예 7

2- 메틸 -아크릴산-3-{3''- 플루오로 -5'-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-4-[2-(2- 메틸 -아 크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4''- 일옥시 }-프로필 에스터

7.1 4-(3- 벤질옥시 - 프로폭시 )-3'- 브로모 -3- 플루오로 -5'-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )- 바이페닐

17.0 g(50.0 mmol)의 1,3-다이브로모-5-(2-메톡시-에톡시메톡시)-벤젠, 19.3 g(50.0 mmol)의 2-[4-(3-벤질옥시-프로폭시)-3-플루오로-페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란 및 41.3 g(150 mmol)의 나트륨 메타보레이트-테트라하이드레이트를 200 ml의 THF 및 200 ml의 물에 현탁시키고 1.6 g(2 mmol)의 팔라듐(dppf)을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 가열 환류시켰다. 용매를 일부 제거하고 100ml의 MTB 에터를 첨가한 후, 혼합물을 2M 염산으로 산성화시켰다. 유기층을 분리하고 수성 층을 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조하고, 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 톨루엔/에틸아세테이트(7:3 내지 1:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 4-(3-벤질옥시-프로폭시)-3'-브로모-3-플루오로-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-바이페닐을 황색 오일로서 수득하였다.

¹H-NMR (500 MHz, DMSO-d₆)

δ=2.04 (quint., J = 6.3 Hz, 2 H, -OCH₂CH ₂CH₂O-), 3.23 (s, 3 H, MeO-), 3.48 (m_c, 2 H, -CH ₂OCH₃), 3.61 (t, J = 6.3 Hz, 2 H, BnOCH ₂-), 3.75 (m_c, 2 H, -CH ₂CH₂OCH₃), 4.18 (t, J = 6.3 Hz, 2 H, -CH ₂OAr), 4.49 (s, -OCH ₂Ph), 5.34 (s, 2 H, -OCH₂O-), 7.19-7.35 (m, 11 H, Ar-H).

7.2 4''-(3- 벤질옥시 - 프로폭시 )-3''- 플루오로 -5'-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-4-(2-에 톡시메 톡시- 에톡시 )-[1,1';3',1''] 터페닐

단계 1과 유사하게, 2-[4-(2-메톡시메톡시-에톡시)-페닐]-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란 및 4-(3-벤질옥시-프로폭시)-3'-브로모-3-플루오로-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-바이페닐을 반응시켜 4''-(3-벤질옥시-프로폭시)-3''-플루오로-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-4-(2-에톡시메톡시-에톡시)-[1,1';3',1'']터페닐을 황색 오일로서 수득하였다.

7.3 3-{3''- 플루오로 -5'-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-4-[2-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4''- 일옥시 }-프로판-1-올

2.60 g(4.20 mmol)의 4''-(3-벤질옥시-프로폭시)-3''-플루오로-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-4-(2-에톡시메톡시-에톡시)-[1,1';3',1'']터페닐을 1.0 g의 Pd/활성 차콜(charcoal) 상에서 50 ml의 THF에서 수소화하되, 이 반응이 완료될 때까지 수행하였다. 촉매를 여과하고 용매를 진공에서 제거하였다. 3-{3''-플루오로-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-4-[2-(2-메톡시-에톡시메톡시)-에톡시]-[1,1';3',1'']터페닐-4''-일옥시}-프로판-1-올을 무색 오일로서 수득하고, 이를 추가 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

7.4 3''- 플루오로 -4-(2- 하이드록시 - 에톡시 )-4''-(3- 하이드록시 - 프로폭시 )-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올

2.20 g(4.15 mmol)의 3-{3''-플루오로-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-4-[2-(2-메톡시-에톡시메톡시)-에톡시]-[1,1';3',1'']터페닐-4''-일옥시}-프로판-1-올을 25 ml의 메탄올에 용해시키고, 3 ml의 농축 염산을 첨가한 후, 밤새 50℃로 가열하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 조질 생성물을 MTB 에터에 용해시키고, 물 및 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 조질 생성물을 다이클로로메탄으로부터 결정화하였다. 3''-플루오로-4-(2-하이드록시-에톡시)-4''-(3-하이드록시-프로폭시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 무색 결정으로서 수득하였다.

¹H-NMR (500 MHz, DMSO-d₆):

δ=1.90 (quint., J = 6.3 Hz, 2 H, -OCH₂CH ₂CH₂O-), 3.58 (dt, J = 5.6 Hz, J = 6.2 Hz, 2 H, -CH ₂OH), 3.73 (q, J = 5.1 Hz, 2 H, -CH ₂OH), 4.03 (t, J = 5.0 Hz, 2 H, -CH ₂OAr), 4.16 (t, J = 6.4 Hz, 2 H, -CH ₂OAr), 4.56 (t, J = 5.1 Hz, 1 H, -OH), 4.86 (t, J = 5.6 Hz, 1 H, -OH), 6.93 (m_c, 2 H, Ar-H), 7.01 (AB-d, J = 8.8 Hz, 2 H, Ar-H), 7.22 (t, J = 8.9 Hz, 1 H, Ar-H), 7.25 (m_c, 1 H, Ar-H), 7.44 (m_c, darin: J = 8.5 Hz, 1 H, Ar-H) 7.56 (dd, J = 2,2 Hz, J = 12.9 Hz, 1 H, Ar-H), 7.62 (AB-d, J = 8.8 Hz, 2 H, Ar-H), 9.60 (s, 1 H, Ar-OH).

7.5 2- 메틸 -아크릴산-3-{3''- 플루오로 -5'-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-4-[2-(2-메틸- 아크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4''- 일옥시 }-프로필 에스터

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 3''-플루오로-4-(2-하이드록시-에톡시)-4''-(3-하이드록시-프로폭시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올 및 메타크릴산을 반응시켜 2-메틸-아크릴산-3-{3''-플루오로-5'-(2-메틸-아크릴로일옥시)-4-[2-(2-메틸-아크릴로일옥시)-에톡시]-[1,1';3',1'']터페닐-4''-일옥시}-프로필 에스터를 m.p. 70 ℃의 무색 결정으로서 수득하였다.

실시예 8

2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터

8.1 4,4''- 비스 -(3- 하이드록시 -프로필)-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-올

2.63 g(10.0 mmol)의 3-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란-2-일)-페닐]-프로판-1-올, 1.26 g(5.00 mmol)의 3,5-다이브로모페놀 및 3.49 g(60.0 mmol)의 불화 칼륨을 아르곤 대기 하에 30 ml의 THF에 용해시키고, 92 mg(0.100 mmol)의 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이-팔라듐(0) 및 58 mg(0.20 mmol)의 트라이-3급-부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트를 첨가한 후, 밤새 RT에서 교반하였다. 혼합물을 MTB 에터로 희석하고, 물로 세척하고, 황산 나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 조질 생성물을 MTB 에터를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하고, 생성 오일을 다이클로로메탄으로부터 결정화하였다. 4,4''-비스-(3-하이드록시-프로필)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 무색 결정으로서 수득하였다.

¹H-NMR (500 MHz, DMSO-d₆):

δ=1.75 (m_c, 4 H, CH₂CH ₂CH₂), 2.65 (t, J = 7.5 Hz, 4 H, Ar-CH ₂-), 3.44 (t, J = 5.7 Hz, 4 H, -CH ₂OH), 4.45 (s, br. 2 H, -OH), 6.98 (d, J = 1.3 Hz, 2 H, Ar-H), 7.28 (d, J = 8.1 Hz, 4 H, Ar-H), 7.27 (s, 1 H, Ar-H) 7.28 (d, J = 8.1 Hz, 4 H, Ar-H), 7.58 (d, J = 8.1 Hz, 4 H, Ar-H), 9.60 (s, br. 1 H, Ar-OH).

8.2 2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 4,4''-비스-(3-하이드록시-프로필)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올 및 메타크릴산을 반응시켜 2-메틸-아크릴산-4,4''-비스-[3-(2-메틸-아크릴로일옥시)-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터를 무색 오일로서 수득하였다.

DSC: T_g -26 I

실시예 9

5'-(4-(2- 메틸아크릴로일 ) 옥시페닐 )-[1,1':3',1''- 터페닐 ]-4,4''- 다이일 -비스( 메타크릴레이트 )

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 5'-(4-하이드록시페닐)-[1,1':3',1''-터페닐]-4,4''-다이올(CAS 15797-52-1) 및 메타크릴산을 반응시켜 5'-(4-(2-메틸아크릴로일)옥시페닐)-[1,1':3',1''-터페닐]-4,4''-다이일-비스(메타크릴레이트)를 무색 점성 오일로서 수득하였다.

DSC: T_g 38 I.

실시예 10

2- 메틸 -아크릴산 3-[4,4''- 비스 -(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일]-프로필 에스터

10.1 ( E )-3-(4,4''- 비스 - 벤질옥시 -[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일)-아크릴산 메틸 에스터

4.00 g(14.4 mmol)의 나트륨 메타보레이트-옥타하이드레이트 및 250 mg(0.349 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II)클로라이드를 50 ml의 THF 및 50 ml의 물에 15분 동안 교반하고, 5.00 g(21.3 mmol)의 4-벤질옥시벤젠 보론산, 3.00 g(9.37 mmol)의 3,5-다이브로모 신남산 메틸 에스터를 첨가하고, 혼합물을 밤새 환류 하에 교반하였다. 혼합물을 2M 염산으로 산성화시키고, 침전된 생성물을 여과하고, 고온 에탄올에 현탁시키고, 여과하고, 추가 정제 없이 다음 단계에 사용하였다.

10.2 3-(4,4''- 다이하이드록시 -[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일)-프로피온산 메틸 에스터

단계 1로부터의 조질 생성물을 THF에 용해시키고, Pd/활성 차콜 상에서 THF에서 수소화하되, 이 반응이 완료될 때까지 수행하였다. 촉매를 여과하고, 용매를 진공에서 제거하고, 조질 생성물을 추가 정제 없이 다음 단계에서 사용하였다.

10.3 5'-(3- 하이드록시 -프로필)-[1,1';3',1''] 터페닐 -4,4''- 다이올

2.90 g(8.32 mmol)의 3-(4,4''-다이하이드록시-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일)-프로피온산 메틸 에스터를 THF에 용해시키고, 톨루엔 중의 55 ml(55 mmol)의 1 M 용액 DIBAL-H를 빙냉 하에 적가하였다. 냉각을 중지하고 혼합물을 밤새 RT에서 교반하였다. 3 ml의 아이소프로판올을 첨가한 후, 혼합물을 얼음/물에 붓고, 2M 염산으로 산성화시키고, MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고 잔사를 톨루엔/에틸아세테이트(2:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하였다. 5'-(3-하이드록시-프로필)-[1,1';3',1'']터페닐-4,4''-다이올을 무색 고체로서 수득하였다.

¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃)

δ = 1.98 ppm (m_c, 2 H, -CH₂CH ₂CH₂-), 2.82 (t, J = 7.6 Hz, 2 H, Ar-CH ₂-), 3.75 (dt, J = 5.1 Hz, J = 6.1 Hz, 2 H, -CH ₂OH), 4.93 (s, 2 H, Ar-OH), 6.91 (AB-d, J = 8.7 Hz, 4 H, Ar-H), 7.32 (d, J = 1.6 Hz, 2 H, Ar-H), 7.52 (AB-d, J = 8.7 Hz, 4 H, Ar-H, darin: 7.53, 1 H, Ar-H).

10.4 2- 메틸 -아크릴산-3-[4,4''- 비스 -(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일]-프로필 에스터

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 5'-(3-하이드록시-프로필)-[1,1';3',1'']터페닐-4,4''-다이올 및 메타크릴산을 반응시켜 2-메틸-아크릴산-3-[4,4''-비스-(2-메틸-아크릴로일옥시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일]-프로필 에스터를 무색의 점성 오일로서 수득하였다.

DSC: T_g -11 I

실시예 11

2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(4-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시페닐 ))-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터

11.1 4,4''- 비스 -[3-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-프로필]-5'- 하이드록시 -[1,1';3',1'']터페닐

8.1에 기술된 합성 방법과 유사하게, 2-{4-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-페닐}-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란 및 3,5-다이브로모페놀을 반응시켜 4,4''-비스-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-5'-하이드록시-[1,1';3',1'']터페닐을 무색 오일로서 수득하였다.

¹H-NMR (400MHz, DMSO-d₆)

d = 1.85 ppm (m_c, 4 H, -CH₂CH ₂CH₂-), 2.68 (dd, J = 7.3 Hz, J = 8.0 Hz, 4 H, Ar-CH ₂-), 3.24 (s, 6 H, -OCH₃), 4.63 (s, 4 H, -OCH₂O-), 6.98 (d, J = 1.6 Hz, 2 H, Ar-H), 7.28 (t, J = 1.6 Hz, 1 H, Ar-H), 7.30 (AB-d, J = 8.2 Hz, 4 H, Ar-H), 7.59 (AB-d, J = 8.2 Hz, 4 H, Ar-H).

11.2 트라이플루오로메탄설폰산 -4,4''- 비스 -[3-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-프로필]-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일 에스터

3.40 g(6.31 mmol)의 4,4''-비스-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-5'-하이드록시-[1,1';3',1'']터페닐을 30 ml의 다이클로로메탄에 용해시키고, 16　mg의 DMAP, 1.1 ml(8.0 mmol)의 트라에틸아민 및 1.4 ml(8.0 mmol)의 트라이플루오로 메탄 설폰산 무수물을 빙냉 하에 첨가하였다. 냉각을 중지하고, 혼합물을 4시간 동안 RT에서 교반하였다. 혼합물을 얼음/물에 붓고, 수성 층을 분리하고 다이클로로메탄으로 3회 세척하였다. 합친 유기층을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조하고, 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 헵탄/에틸아세테이트(7:3 내지 1:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 트라이플루오로메탄 설폰산-4,4''-비스-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터를 무색 오일로서 수득하였다.

11.3 4,4''- 비스 -[3-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-프로필]-5'-(4- 벤질옥시페닐 )-[1,1';3',1'']터페닐

3.30 g(4.29 mmol)의 트라이플루오로메탄 설폰산-4,4''-비스-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일에스터, 1.16 g(5.10 mmol)의 4-벤질옥시벤졸보론산, 2.1 g(7 mmol)의 나트륨 메타보레이트-옥타하이드레이트, 70 mg(0.098 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)-팔라듐(II)클로라이드 및 5 ㎕의 하이드라지늄하이드록사이드를 15 ml의 THF 및 6 ml의 물에 용해시키고, 6시간 동안 가열 환류시켰다. 혼합물을 MTB 에터로 희석하고, 유기층을 분리하고, 수성 층을 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 다이클로로메탄/MTB 에터(0 내지 10%)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 4,4''-비스-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-5'-(4-벤질옥시페닐)-[1,1';3',1'']터페닐을 무색 오일로서 수득하였다.

11.4 3-[4''-(3- 하이드록시 -프로필)-5'-(4- 하이드록시페닐 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -4-일]-프로판-1-올

2.50 g(3.55 mmol)의 4,4''-비스-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-5'-(4-벤질옥시페닐)-[1,1';3',1'']터페닐을 Pd/활성 차콜 상에서 70 ml의 THF에서 수소화하되, 이 반응이 완료될 때까지 수행하였다. 촉매를 여과하고, 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 20 ml의 THF에 용해시키고, 5 ml의 25% 염산을 냉각 하에 첨가하고, 혼합물을 밤새 RT에서 교반하였다. 100 ml의 MTB 에터를 첨가한 후, 용액을 물 및 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 다이클로로메탄/MTB 에터(9:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 3-[4''-(3-하이드록시-프로필)-5'-(4-하이드록시페닐)-[1,1';3',1'']터페닐-4-일]-프로판-1-올을 무색 오일로서 수득하였다.

11.5 2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(4-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시페닐 ))-프로필]-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일 에스터

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 3-[4''-(3-하이드록시-프로필)-5'-(4-하이드록시페닐)-[1,1';3',1'']터페닐-4-일]-프로판-1-올과 메타크릴산을 반응시켜 2-메틸-아크릴산-4,4''-비스-[3-(4-(2-메틸-아크릴로일옥시페닐))-프로필]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터를 무색의 점성 오일로서 수득하였다.

DSC: T_g -10 I

실시예 12

2- 메틸 -아크릴산-2-{3,3''- 다이에틸 -5'-(4-(2- 메틸아크릴로일옥시 ) 페닐 )-4''-[2-(2-메틸- 아크릴로일옥시 )- 에톡시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -4- 일옥시 }-에틸 에스터

전술된 합성 방법과 유사하게, 2-메틸-아크릴산-2-{3,3''-다이에틸-5'-(4-(2-메틸아크릴로일옥시)페닐)-4''-[2-(2-메틸-아크릴로일옥시)-에톡시]-[1,1';3',1'']터페닐-4-일옥시}-에틸 에스터를 m.p. 158℃(decomp.)의 무색 고체로서 수득하였다.

실시예 13

13.1 4,4''- 비스 - 벤질옥시 -[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-올

8.85 g(64 mmol)의 나트륨 메타보레이트-테트라하이드레이트를 100 ml의 물에 용해시키고, 100 ml의 THF 중의 570 mg(0.794 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II)클로라이드, 0.2 ml의 하이드라지늄하이드록사이드 및 10.0 g(39.7 mmol)의 3,5-다이브로모페놀을 첨가하고, 5분 후, 200 ml의 THF 중의 24.0 g(105 mmol)의 4-벤질옥시벤젠보론산의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 가열 환류시키고, MTB 에터를 첨가하고, 수성 층을 분리하고 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 헵탄/톨루엔(8:2)을 갖는 실리카 겔을 통해 여과하고 에탄올로부터 재결정화하여 4,4''-비스-벤질옥시-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 무색 결정으로서 수득하였다.

¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃)

δ = 4.98 ppm (s, 4 H, PhCH ₂-), 6.87 (d, J = 1.4 Hz, 2 H, Ar-H), 6.91 (AB-d, J = 8.7 Hz, 4 H, Ar-H), 7.08 (t, J = 1.3 Hz, 1 H, Ar-H), 7.20 (t, J = 7.3 Hz, 2 H, Ar-H), 7.27 (t, J = 7.3 Hz, 4 H, Ar-H), 7.33 (d, J = 7.3 Hz, 4 H, Ar-H), 7.42 (AB-d, J = 8.7 Hz, 4 H, Ar-H), 8.77 (s, 1 H, OH).

13.2 트라이플루오르메탄설폰산 -4,4''- 비스 - 벤질옥시 -[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일 에스터

3.80 g(8.29 mmol)의 4,4''-비스-벤질옥시-[1,1';3',1'']터페닐-5'-올을 50 ml의 다이클로로메탄에 용해시키고, 16　mg의 DMAP, 1.5 ml(11 mmol)의 트라이에틸아민 및 1.8 ml(11 mmol)의 트라이플루오로메탄 설폰산 무수물을 빙냉 하에 첨가하였다. 냉각을 중지하고, 혼합물을 4시간 동안 RT에서 교반하였다. 혼합물을 얼음/물에 붓고, 수성 층을 분리하고 다이클로로메탄으로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 물로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하고 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 헵탄/에틸아세테이트(7:3 내지 1:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 트라이플루오로메탄 설폰산-4,4''-비스-벤질옥시-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터를 무색 고체로서 수득하였다.

13.3 4,4''- 비스 - 벤질옥시 -5'-(4-[3-(2- 메톡시 - 에톡시메톡시 )-프로필]- 페닐 )- [1,1';3',1''] 터페닐

4.00 g(6.78 mmol)의 트라이플루오로메탄설폰산-4,4''-비스-벤질옥시-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터, 2.37 g(6.78 mmol)의 2-{4-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-페닐}-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]다이옥사보롤란 및 2.85 g(20 mmol)의 나트륨 메타보레이트-테트라하이드레이트를 8 ml의 물 및 20 ml의 THF에 용해시켰다. 97 mg(0.135 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)-팔라듐(II)클로라이드 및 0.01 ml의 하이드라지늄하이드록사이드를 첨가하고, 혼합물을 5시간 동안 가열 환류시켰다. MTB 에터를 첨가하고, 수성 층을 분리하고 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기층을 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 다이클로로메탄/MTB 에터(95:5)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 4,4''-비스-벤질옥시-5'-(4-[3-(2-메톡시-에톡시메톡시)-프로필]-페닐)-[1,1';3',1'']터페닐을 갈색 오일로서 수득하고, 이를 추가 정제 없이 다음 단계에서 반응시켰다.

13.4 5'-(4-[3- 하이드록시프로필 ]- 페닐 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -4,4''- 다이올

단계 3으로부터의 조질 생성물을 실시예 11의 단계 4와 유사하게 수소화하고 가분해하여 5'-(4-[3-하이드록시프로필]-페닐)-[1,1';3',1'']터페닐-4,4''-다이올을 무색 고체로서 수득하였다.

13.5 2- 메틸 -아크릴산-3-(4-[4,4''- 비스 -(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일]- 페닐 )프로필 에스터

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 5'-(4-[3-하이드록시프로필]-페닐)-[1,1';3',1'']터페닐-4,4''-다이올을 반응시켜 2-메틸-아크릴산-3-(4-[4,4''-비스-(2-메틸-아크릴로일옥시)-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일]-페닐)프로필 에스터를 m.p.- (가열시 분해)의 무색 결정으로서 수득하였다.

실시예 14

2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 프로피온일옥시 ]-[1,1';3',1'']터페닐-5'- 일에스터

14.1 3- 벤질옥시 -프로피온산-4''-(3- 벤질옥시 - 프로피온일옥시 )-5'-(2- 메톡시 -에 톡시메톡시 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -4-일 에스터

4.00 g(10.9 mmol)의 5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-[1,1';3',1'']터페닐-4,4''-다이올(실시예 2.1과 유사하게 1,3-다이브로모-5-(2-메톡시-에톡시메톡시)-벤젠 및 4-하이드록시벤젠보론산으로부터 제조됨)을 100 ml의 다이클로로메탄에 용해시키고, 5.11 g(28.4 mmol)의 3-벤질옥시프로피온산 및 267 mg의 DMAP를 첨가하고, 5.86 g(30.6 mmol)의 EDC 하이드로클로라이드를 적가하였다. 혼합물을 밤새 RT에서 교반하고, 물을 첨가하고, 유기층을 분리하였다. 수성 상을 다이클로로메탄으로 3회 추출하고, 합친 유기 상을 황산나트륨 상에서 건조하고, 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 헵탄/에틸아세테이트(1:1)를 갖는 실리카 겔을 통해 여과하여 3-벤질옥시-프로피온산-4''-(3-벤질옥시-프로피온일옥시)-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-[1,1';3',1'']터페닐-4-일 에스터를 무색 오일로서 수득하였다.

1H-NMR (500 MHz, DMSO-d₆)

δ = 2.91 (t, J = 6.1 Hz, 4 H, -CH ₂C(O)O-), 3.23 (s, 3 H, MeO-), 3.50 (m_c, 2 H, MeO-CH₂CH₂-O-), 3.77-3.82 (m, darin: t, J = 6.1 Hz, 6 H, MeO-CH₂CH₂-O- und BnOCH ₂-), 4.55 (s, 4 H, PhCH ₂O-), 5.40 (s, 2 H, -OCH₂O-), 7.20 (AB-d, J

= 8.6 Hz, 4 H, Ar-H), 7.28 - 7.39 (m, 12 H, Ar-H), 7.56 (m, 1 H, Ar-H), 7.81 (AB-d, J = 8.6 Hz, 4 H, Ar-H).

14.2 3- 하이드록시 -프로피온산-5'- 하이드록시 -4''-(3- 하이드록시 - 프로피온일옥시 )-[1,1';3',1''] 터페닐 -4-일 에스터

5.40 g(7.82 mmol)의 3-벤질옥시-프로피온산-4''-(3-벤질옥시-프로피온일옥시)-5'-(2-메톡시-에톡시메톡시)-[1,1';3',1'']터페닐-4-일 에스터를 40 ml의 아이소프로판올 및 10 ml의 THF에 용해시키고, 1.97 g(7.82 mmol)의 피리디늄토실레이트를 첨가한 후, 60시간 동안 70℃에서 교반하였다. RT로 냉각한 후, 혼합물을 MTB 에터로 희석하고 포화 염화나트륨 수용액으로 세척하고 황산나트륨 상에서 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 Pd/활성 차콜 상에서 40 ml의 THF에서 수소화하되, 이 반응이 완료될 때까지 수행하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 조질 생성물을 다이클로로메탄으로부터 재결정화하여 3-하이드록시-프로피온산-5'-하이드록시-4''-(3-하이드록시-프로피온일옥시)-[1,1';3',1'']터페닐-4-일 에스터를 무색 결정으로서 수득하였다.

1H-NMR (500 MHz, DMSO-d₆)

δ = 2.74 (t, J = 6.1 Hz, 4 H, -CH ₂C(O)O-), 3.80 (dt, J = 5.3 Hz, J = 6.1 Hz, 4 H, -CH₂CH ₂OH), 4.94 (t, J = 5.3 Hz, 2 H, -OH), 7.05 (d, J = 1.5 Hz, 2 H, Ar-H), 7.23 (AB-d, J = 8.7 Hz, 4 H, Ar-H), 7.35 (m, 1 H, Ar-H), 7.76 (AB-d, J = 8.6 Hz, 4 H, Ar-H),

9,84 (s, br. 1 H, Ar-OH).

14.3 2- 메틸 -아크릴산-4,4''- 비스 -[3-(2- 메틸 - 아크릴로일옥시 )- 프로피온일옥시 ]-[1,1';3',1''] 터페닐 -5'-일 에스터

실시예 1의 단계 2와 유사하게, 3-하이드록시-프로피온산-5'-하이드록시-4''-(3-하이드록시-프로피온일옥시)-[1,1';3',1'']터페닐-4-일 에스터와 메타크릴산을 반응시켜 2-메틸-아크릴산-4,4''-비스-[3-(2-메틸-아크릴로일옥시)-프로피온일옥시]-[1,1';3',1'']터페닐-5'-일 에스터를 m.p. 88℃의 무색 결정으로서 수득하였다.

혼합물 실시예 A

네마틱 LC 혼합물 N1을 하기와 같이 배합하였다:

각각의 측정 샘플에 대해, 실시예 4, 2 또는 13으로부터의 중합가능한 단량체성 화합물을 상기 LC 혼합물 N1에 각각 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 중합가능한 혼합물 M1, M2 및 M3을 각각 생성하였다. 각각의 생성 중합가능한 혼합물을 VA e/o 시험 셀(역평행하게 러빙됨, VA-폴리이미드 정렬층, LC-층 두께 d ≒ 4 μm)에 도입하였다. 비교를 위해, LC 혼합물 N1 및 0.3%의 종래 기술의 중합가능한 화합물 A를 포함하는 비교 혼합물 C1을 가지고 VA e/o 시험 셀을 제조하였다.

이들 셀을, 24 V(교류)의 전압을 인가하여 지정된 시간 동안 100 mW/㎠의 강도를 갖는 UV 광으로 조사하여, 단량체 화합물의 중합을 유도하였다.

UV 조사 전후의 경사 각을 결정 회전 실험(오토로닉-멜쳐스 TBA-105)으로 측정하였다.

중합 속도를 측정하기 위하여, 다양한 노출 시간 후, 시험 셀 내의 미중합된 RM의 잔류 함량(중량%)을 HPLC 방법으로 측정하였다. 이를 위해, 각각의 혼합물을 시험 셀에서 지정된 조건 하에 중합하였다. 이어서, 혼합물을 MEK(메틸 에틸 케톤)을 사용하여 시험 셀로부터 세척해내고 측정하였다.

또한, 중합가능한 LC 혼합물 M1 내지 M3 및 C1의 UV 노출 전후의 VHR 값을 전술된 바와 같이 측정하였다.

경사 각 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 다양한 노출 시간 후 각각의 혼합물 중의 각각의 단량체의 잔류 농도를 하기 표 2에 나타내었다. 이들 혼합물의 VHR 값을 하기 표 3에 나타내었다.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 중합 후의 작은 경사 각은, 종래 기술로부터의 혼합물 C1을 함유하는 PSA 디스플레이에 비해, 본 발명에 따른 혼합물 M1 내지 M3을 함유하는 PSA 디스플레이에서 더 빨리 성취되었다.

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 종래 기술로부터의 혼합물 C1을 함유하는 PSA 디스플레이에 비해, 본 발명에 따른 혼합물 M1 내지 M3을 함유하는 PSA 디스플레이에서 상당히 더 빠르고 완전한 중합이 성취되었다.

표 3에서 알 수 있는 바와 같이, UV 노출 후, 본 발명에 따른 혼합물 M1 내지 M3의 VHR 값은, 혼합물 C1의 VHR 값보다 상당히 더 높았다.

Claims

하기 화학식 I의 화합물의, 액정(LC) 매질 및 LC 디스플레이에서의 용도:
[화학식 I]

상기 식에서,
A¹ 및 A³은 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일이고, 이때 이들 모든 기에서 하나 이상의 CH 기는 임의로 N으로 대체되고,
A²는 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일(이들 모든 기에서 하나 이상의 CH 기는 임의로 N으로 대체됨), 사이클로헥산-1,4-다이일(여기서, 하나 이상의 비-인접 CH₂-기는 임의로 O 및/또는 S로 대체됨), 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-메타노-인단-2,5-다이일(이들 모든 기는 비치환되거나 L로 일치환 또는 다치환됨)이고,
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)₂, 임의로 치환되는 실릴, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의로 치환되는 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 탄소수 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬(이때, 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 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, CN, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음)이고,
R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬이고,
P¹, P² 및 P³은 서로 독립적으로 중합가능한 기를 나타내고,
Sp¹, Sp² 및 Sp³은 서로 독립적으로 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
Y¹은 할로겐이고,
R^x는 P-, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 선형, 분지형 또는 환형 알킬(이때, 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 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 임의로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체됨), 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의로 치환되는 아릴, 아릴옥시, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시를 나타내고,
X¹, X² 및 X³은 서로 독립적으로 O, S, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -CF₂O- 또는 단일 결합을 나타내고,
n은 0, 1 또는 2이고,
m 및 o는 서로 독립적으로 1 또는 2이고,
t는 0, 1, 2 또는 3이다.
제 1 항에 있어서,
화학식 I의 화합물이 하기 화학식 I1 및 I2로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 용도:

상기 식에서,
각각의 라디칼은 제 1 항에 정의된 바와 같고, n1은 1 또는 2이다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
화학식 I의 화합물이 하기 화학식 I1a 및 I2a로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 용도:

상기 식에서,
각각의 라디칼은 제 1 항에 정의된 바와 같다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 LC 디스플레이가 PS(중합체 안정화된) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 디스플레이인 것을 특징으로 하는, 용도.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 LC 매질이, 화학식 I의 화합물 외에, 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 용도:

상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,

는
를 나타내고,
R¹ 및 R²는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^x는 -CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -O-, -CH₂-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L¹ 내지 L⁴는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 LC 매질이 하기 화학식 ZK의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 용도:

상기 식에서,

는

를 나타내고,

는
를 나타내고,
R³ 및 R⁴는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF- 또는 단일 결합을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질.
제 11 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 중합가능한 화합물을 하나 이상 포함하는 중합가능한 성분 A); 및
하나 이상의 저분자량 화합물을 포함하는 액정 성분 B)
를 포함하는 LC 매질.
제 8 항에 있어서,
성분 B)가, 제 5 항 또는 제 6 항에 정의된 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, LC 매질.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 I의 화합물 또는 성분 A)가 중합된 것을 특징으로 하는, LC 매질.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 화합물 하나 이상 및 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 정의된 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이.
제 11 항에 있어서,
상기 디스플레이가 PS 또는 PSA 유형의 디스플레이인 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이.
제 12 항에 있어서,
상기 디스플레이가 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PS-FFS, PSA-포지-VA 또는 PSA-TN 디스플레이인 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 디스플레이가
2개의 기판 및 2개의 전극(이때, 하나 이상의 기판은 광에 투명하고, 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 인가하여, 상기 LC 셀의 기판들 사이의 상기 LC 매질 내의 하나 이상의 중합가능한 화합물을 중합함으로써 수득가능함)
을 함유하며, 이때
상기 중합가능한 화합물 중 하나 이상은 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 중합가능한 화합물로부터 선택되고/되거나 상기 LC 매질은 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 정의된 LC 매질인 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 LC 디스플레이의 제조 방법으로서,
2개의 기판 및 2개의 전극을 갖는 LC 셀에 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질을 충전하는 단계, 및
바람직하게는 상기 전극에 전압을 인가하여, 중합가능한 화합물을 중합시키는 단계
를 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 화합물로서, O 및 S가 아닌 X¹, X² 또는 X³ 기를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물.
하기 화학식 II의 화합물:
[화학식 II]

상기 식에서,
Sp¹ ^,2,3, A^1,2,3, Z¹ ^,2,3, X¹ ^,2,3, L, m, n, o 및 t는 제 1 항에 기재된 의미를 갖고, Sg는 H 또는 보호기를 나타내고, 바람직하게는 하나 이상의 X¹, X² 및/또는 X³ 기는 O 및 S가 아니다.
제 17 항에 있어서,
하기 화학식 II1 및 II2의 화합물로부터 선택된 것을 특징으로 하는 화합물:

상기 식에서,
각각의 라디칼은 제 17 항에 정의된 바와 같고, n1은 1 또는 2이다.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
하기 화학식 II1a 및 II2a의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 화합물:

상기 식에서,
각각의 라디칼은 제 17 항에 정의된 바와 같다.
탈수제의 존재 하에, 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 화합물을, P 기를 함유하는 상응하는 산, 산 유도체, 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 에스터화 또는 에터화시키는 것을 포함하는, 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 제조 방법.
하나 이상의 저분자량 액정 화합물 또는 제 8 항에 정의된 액정 성분 B)를, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 I의 중합가능한 화합물 하나 이상 및 임의로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 함께 혼합하는 단계를 포함하는, 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질의 제조 방법.