KR20140007393A - 액정 화합물 및 액정 매질 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 O-헤테로환형 고리, 3개의 부분 플루오로화된 벤젠 고리 및 상기 고리들 사이의 -CF2O- 가교를 포함하는 액정 화합물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이를 이용하여 제조된 액정 매질 및 이 매질을 포함하는 액정 디스플레이 장치(LC 디스플레이)에 관한 것이다.
Description
본 발명은 O-헤테로환형 고리, 3개의 일부 플루오로화된 번젠 고리 및 상기 고리 사이에 -CF2O- 가교를 포함하는 액정 화합물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이를 이용하여 제조된 액정 매질 및 이 매질을 포함하는 액정 디스플레이 장치(LC 디스플레이)에 관한 것이다.
LC 디스플레이에서 정보를 보여주기 위해 때때로 액정 매질이 사용되어 왔다. O-헤테로환형 고리 및 -CF2O- 가교를 포함하는 4 또는 5 고리 함유 화합물은, 예를 들어 EP 0 819 685 A1, JP 10-251186 A, EP 2 028 252 A1, WO 2004/048501 A1, US 2009/0237610 A1 및 US 2009/0059157 A1의 명세서에서 액정 디스플레이 장치용으로 이미 제안되었다. 또한, US 2009/0059157 A1 명세서는 광학적으로 등방성인 블루상에서 작동하는 LC 디스플레이 및 액정 성분으로 가능한 화합물 다수를 개시한다. 본 발명에 따른 화합물은 이들 개시 내용에 의해 구체적으로 드러나지 않았다.
당업자에게 널리 공지된 네마틱 액정을 갖는 디스플레이 외, 블루상을 갖은 매질을 기반으로 한 제품도 또한 점차 개발되고 있다. 이들은 특히 짧은 반응 시간으로 구별된다. 액정 블루상의 전기 광학 효과가 활용되는 디스플레이 제품에서, 특히 파라미터 △ε 및 △n이 매우 중요하다.
이들 상에서 빠른 스위칭 작동은 소위 케르(Kerr) 효과를 기반으로 한다. 케르 효과는 외부 자기장에 의해 유발되는 광학적으로 투명하고 등방성인 물질의 복굴절률의 변화이다. 상기 복굴절률의 변화는 하기 식을 따른다:
△n induced = λ·K·E2
이때, △n induced 은 유도된 복굴절률이며, K는 케르 상수이며, E는 인가된 전기장이며, λ는 파장을 나타낸다. 블루상의 물질에서 유난히 높은 케르 상수가 관찰된다.
기쿠치(Kikuchi) 등은 문헌[H. Kikuchi et al., Appl . Phys . Lett . 2008, 92, 043119]에서 케르 상수의 LC 물질 특성에 대한 의존성을 기재하고 있다. 따라서 케르 상수는 액정 매질의 복굴절률 및 유전 이방성의 곱에 비례한다.
K ~ △n·△ε
빠른 스위칭 공정 및 낮은 스위칭 전압을 위해, 높은 케르 상수 값을 가지며, 따라서 높은 △n·△ε 곱 값을 갖는 물질이 필요하다.
본 발명의 목적은 액정 매질에서 사용하는데 유익한 특성을 갖는 화합물을 제공하는 것이다. 특히, 이 화합물은 중합체-안정화된 블루상을 갖는 매질을 사용하는 디스플레이에서 사용하는데 적합하다. 물질은, 신속한 스위칭이 가능하며, 우수한 전압 보전율(VHR)을 가지며, 스위칭 과정을 위해 낮은 전압(Vop)이 요구되며, 높은 등명점을 가지며, 낮은 자기이력(hysteresis)를 나타내며, 낮은 메모리 효과를 가지며, 빛과 열의 노출에 안정할 것이 요구된다. 또한, 개개의 화합물은 네마틱(nematic) LC 매질에 적절한 용해도를 가지며, 자체가 넓은 네마틱 상 범위를 가져야 한다.
또한, 본 발명의 목적은, 혼합물의 전기적 저항 및 이의 장기 안정성을 증가시키기 위해 에스터 화합물 또는 나이트릴을 본질적으로 포함하지 않는 액정 매질을 제공하는 것이다. 광학 등방성 블루상에서 작동하는 것으로 알려진 액정 매질은, 예를 들어, 화학식
(이때, n = 3 내지 5임)의 화합물을 때때로 포함하며, 이의 일부 또는 모두가 유사한 물리적 특성 및 더 확연한 안정성을 갖는 화합물로 대체될 수 있다.
본 발명에 따르면 이들 목적은 일반 화학식 I의 화합물에 의하여 달성된다. 놀랍게도, 선행 기술 물질의 단점을 갖지 않거나 적어도 상당히 감소된 정도로 갖는 적합한 네마틱 상 범위를 갖는 액정 매질, 높은 유전 이방성 △ε 및 높은 △n이 본 발명에 따른 화합물로 달성될 수 있음이 발견되었다. 실질적으로 동일한 요건이 순수한 네마틱 디스플레이용 고 극성 물질로 이루어진다.
본 발명은 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
L1은 H 또는 F, 바람직하게는 F를 나타내며,
X는 O 또는 CH2를 나타내며,
R1은 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 라디칼을 나타내며, 이때, 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -0-로 대체될 수 있으며,
R2는 F, CF3 또는 OCF3, 바람직하게는 CF3 또는 OCF3를 나타낸다.
본 발명에 따른 화합물은 비교적 높은 등명점, 극도로 높은 유전 이방성(△ε), 높은 광학 이방성(△n) 및 낮은 회전 점도를 갖는다. 단독으로 또는 다른 메조겐성 성분과 혼합시 상기 화합물은 넓은 온도 범위에서 네마틱 상을 갖는다. 이들 특성은 액정 매질에 사용하기에, 예를 들어 당해 분야의 숙련자에게 익숙한 양성 유전 이방성을 갖는 매질을 특징으로하는 TN-TFT, IPS, FFS, "블루상", HT-VA 등의 디스플레이 유형에 적합하게 한다. 상기 화합물은 특히 블루상의 영역에서 매질에 사용하기에 적합하다.
R1은, 바람직하게는, 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타내며, 이때 상기 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)-, -O-로 대체될 수 있다. R1은 특히 바람직하게는 비치환된 알킬, 알케닐 또는 알콕시를 나타내며, 특히 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알케닐을 나타내며, 매우 특히 바람직하게는 9개 이하의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타낸다.
라디칼 R2는 특히 바람직하게는 CF3을 나타낸다. 이들 화합물은 특히 높은 △n·△ε 곱 값을 갖는다.
따라서, 본 발명의 예시적인 바람직한 실시 양태는 특히 하기 구조이다:
상기 식에서,
R1는 상기에서 정의된 바와 같고, 바람직하게는 화학식 -CnH2n +1의 직쇄 알킬 기이며, 이때 n= 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7이며, 특히 3이다.
화학식 I의 화합물은 유리하게는 하기의 예시적 합성에 따라 얻을 수 있다(반응식 1 내지 3).
화합물 I은 유리하게는 알데하이드(1)(반응식 1 및 2)로부터 출발하여 제조된다.
X가 CH2인 경우, 즉, 화합물 I이 테트라하이드로피란인 경우, 합성은 3-프로페닐 알콜(2)와 알데하이드(1)의 반응에 의해 수행된다. 프린스(Prins) 반응 방식으로 고리화반응으로 화합물(3)이 형성된다. 트라이에틸아민의 존재하의 팔라듐/탄소 상의 수소화반응에 의한 환원 제거는 테트라하이드로피란(4)(즉, X = -CH2-인 화합물 I)을 제공한다.
반응식 1
: X = -
CH
2
-인 화합물 I의 합성(특히 (4))
알데하이드와 호모알릴 알코올의 반응은, 유기 용매, 예컨대 다이플로로메탄 중에서 할로겐-함유 산, 바람직하게는 할로겐-함유 루이스 산의 도움으로 수행된다. 알데하이드와 알케놀의 유사 반응이 문헌[J.O. Metzger et al.] 및 여기에 참조로 인용된 문헌[Bull. Soc. Chern. Belg. (1994), 103,393-7)]에 기재되어 있다.
상기 과정은 하기 화학식의 루이스산의 존재하에서 유리하게 수행될 수 있다:
M(X1)n 또는 R5M(X1)n-1
이때, M은 B, Al, In, Sn, Ti, Fe, Zn, Zr, Au 또는 Bi를 나타내며;
X1은 Cl, Br 또는 I를 나타내며;
R5는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 라디칼을 나타내며;
n은 2, 3 또는 4 정수이며, M의 형식적 산화수와 같도록 선택된다.
특히 적합한 루이스 산의 예는 붕소, 알루미늄, 철, 아연 또는 비스무스의 할로겐화물이다. 매우 특히 적합한 것은, 예를 들어 AlCl3 또는 BiBr3이다. 달리, 브뢴스테드 산, 예컨대 브롬화수소(HBr)도 루이스 산 대신에 사용될 수 있다.
생성된 4-할로테트라-하이드로피란으로부터의 할로겐의 환원 제거는 다양한 변형으로 수행될 수 있다(WO 2006/125526 참조).
다이옥산 I(X = 0)는 알데하이드 (1)과 1,3-프로판다이올 (5)의 반응으로 수득된다. 이는 통상적으로 산 촉매하에 수행된다.
반응식 2
: X = 0인 화합물 I의 합성(특히 (6))
첨가된 산은, 바람직하게는 설폰산, 특히 바람직하게는 p-톨루엔설폰산 또는 트리플루오로메탄설폰산이다. 바람직한 절차에서, 형성된 물은 기재된 반응 조건 하에서 공비 증류에 의해 반응 혼합물로부터 제거된다. 다이옥산의 제조에 바람직한 과정은 루이스 산에 의해 촉매작용된 아세탈 형성 변형법과 유사하다. 특히 바람직한 것은 루테늄 할라이드 또는 인듐 할라이드, 특히 RuCl3 및 InCl3 촉매량의 도움으로 특히 온화한 과정을 제공하는 것이다(문헌[B.C. Janu et al., Adv. Synth. Catal. (2004), 346, 446-50]; [J.-Y. Qi et al., Tetr. Lett. (2004), 45, 7719-21]; [S.K. De, R.A. Gibbs, Tetr. Lett. (2004), 45, 8141-4] 참조). 온화한 반응 조건은 특히 에터 유형의 잔기를 함유하는 화합물 및 산-민감성 기에 적합하다.
필요한 출발 물질은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 과정 및 표준 유기화학 조작, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart.]에 기재된 과정과 유사하게 제조될 수 있다.
출발 물질 (1)은 유리하게 반응식 3에서 나타내는 바와 같이 제조된다.
반응식 3
: 화합물 I의 합성
우선, 보론산 에스터(8)는 해당 브롬화물(7)로부터 제조된다. 이는 비스(피나콜레이토)다이보론(Pin2B2)을 사용하는 팔라듐-촉진된 보릴화 반응에 의해 수행된다. 그 다음 상기 화합물은 파라-브로포페놀(9)와 커플링된다(스즈키 커플링 반응). 페놀(10)은 염기의 존재 하에서 다이티아닐륨 염(11)과 반응하고, 각각의 부가물은 바로 산화 탈황 처리된다(문헌[P. Kirsch, M. Bremer, A. Taugerbeck, T. Wallmichrath, Angew . Chem . Int . Ed . 2001, 40, 1480-1484]). 이는 화합물(12)를 제공한다. 바람직하게는, 아이소프로필마그네슘 클로라이드를 사용하는 할로겐-금속 교환 및 이후의 포밀화 시약(예를 들어 포밀모르폴린 또는 DMF)과의 반응은 화합물(1)을 제공한다.
그러므로, 본 발명은 또한, 적절한 반응 조건에서 하기 화학식 A의 알데하이드를 하기 화학식 B의 화합물와 반응시키는 반응 단계를 포함하는 화학식 I의 화합물의 제조 방법을 포함한다:
상기 식에서,
R2, L1 및 R1은 화학식 I에서 정의된 바와 같으며,
Y는 화학식 -CH=CH2(테트라하이드로피란의 경우) 또는 -CH2-0H(다이옥산의 경우)의 라디칼을 나타낸다.
Y가 화학식 -CH=CH의 라디칼을 나타내는 화학식 B의 화합물의 적합한 제조 방법 및 이로부터 테트라하이드로피란을 제조하기 위한 적절한 반응 조건은, 예를 들어 WO 2006/125527의 명세서에 기재되어 있으며, 일반적으로 당해 분야의 숙련자에게 익숙하다.
그러므로, 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 제조 방법은 화합물 A 및 B를 산의 존재하에서 반응시키는 것을 특징으로 하는 제 1 반응 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 화학식 I의 화합물 하나 이상을 포함하며, 임의적으로, 바람직하게는 메조겐성 화합물 하나 이상을 추가로 포함한다. 그러므로, 액정 매질은 바람직하게는 두개 이상의 화합물을 포함한다. 바람직한 매질은 바람직한 화학식 I의 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 양성 유전 이방성을 갖는다. 이 액정 매질은 높은 광학 이방성과 결합된 매우 높은 유전 이방성을 갖는 방식으로 설계될 수 있다.
본 발명에 따른 액정 매질을 위한 바람직한 추가 화합물은 하기 화학식 II 및 화학식 III의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
R1은 각각의 경우, 서로 독립적으로, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 라디칼을 나타내며, 이때, 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -0-로 대체될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내며,
A2 및 A3은 서로 독립적으로
를 나타내며,
Z2 및 Z3은 서로 독립적으로 단일 결합, CF2O, CH2CH2, CF2CH2, CF2CF2, CFHCFH, CFHCH2, (CO)O, CH20, C≡C, CH=CH, CF=CH, CF=CF을 나타내며, 이때 비대칭적 결합 유닛(예를 들어 CF2O)은 두가지의 가능한 방향 모두로 배향될 수 있으며,
X1은 F, Cl, CN이거나 또는 F로 단일치환 또는 다중치환되는, 1 내지 3개의 C 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 알케닐옥시, 알콕시알킬 또는 알콕시를 나타내며,
L1 내지 L4는 H 또는 F를 나타낸다.
액정 매질은 바람직하게는 10 내지 50중량%의 화학식 I의 화합물을 포함한다. 10% 이상의 총 함량의 경우, 바람직하게는 라디칼 R1에서 쇄의 길이가 상이한 두 개 이상의 화학식 I의 화합물이 사용된다.
액정 매질은 바람직하게는 20 내지 40중량%의 화학식 II의 화합물을 포함한다. 존재하는 경우, 화학식 III의 화합물은 바람직하게는 20중량% 이하의 양으로 사용된다. 존재하는 경우, 나머지의 다른 화합물은 높은 유전 이방성, 높은 광학 이방성 및 바람직하게는 높은 등명점을 갖는 추가 화합물로부터 선택된다.
매우 높은 유전 이방성을 갖은 액정 매질은, 바람직하게는 화학식 II 및 화학식 III의 화합물로 보충되는 고 함량의 화학식 I의 화합물을 통해 달성될 수 있다.
바람직한 화학식 II의 화합물은 하기 화학식 IIa의 화합물이다:
상기 식에서, R1 및 L1은 화학식 II에서 정의된 바와 같다.
바람직한 화학식 III의 화합물은 하기 화학식 IIIa 또는 화학식 IIIb의 화합물이다:
상기 식에서, R1은 화학식 III에서 정의된 바와 같다.
또한, 본 발명은, 화학식 I의 화합물의, 액정 매질 또는 전기-광학 디스플레이, 바람직하게는 광학적 등방성 액정 상, 바람직하게는 블루상을 갖는 매질 및 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다. 바람직하게는 이 상은, 바람직하게는 액정 매질에서 해당 단량체의 중합 반응에 의해 형성되는 중합체에 의해 안정화된다. 일반적으로, 매질의 단량체 성분이 블루상으로 존재하는 온도에서 중합된다. 그러므로, 상기 상의 안정성 범위는 확장된다. 블루상에서 중합체-안정화된 매질이 이제까지 성취가능한 특성에서의 상당한 개선이 본 발명에 따른 화합물 및 매질과 관련있다.
또한, 액정 매질은 추가의 첨가제, 예컨대 안정제, 카이랄 도판트 및 나노입자를 포함할 수 있다. 첨가된 개개의 화합물은 바람직하게는 0.1% 내지 6%의 농도로 사용된다. 사용되는 개개의 화합물의 농도는 바람직하게는 각각의 경우, 0.1 내지 3%의 범위내이다. 하지만, 액정 혼합물의 나머지 성분들, 즉, 액정성 또는 메조겐성 화합물 및 적절하다면 중합 반응 성분에 대한 농도 데이타는 이들 첨가제의 농도를 고려하지 않고 기재된다.
액정 매질은 바람직하게 0.01 내지 10 중량%의 광학 활성 카이랄 도판트를 포함한다. 이는 액정 블루상의 형성을 돕는다. 블루상을 위해, 바람직하게는, 높은 HTP("나선형 뒤틀림 힘(helical twisting power)")를 갖는 카이랄 도판트가 전형적으로 2 내지 5중량%의 범위로 사용된다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 하나 이상의 중합가능한 화합물(단량체)를 포함하거나, 이로부터 수득된 중합체에 의해 안정화되며, 이때 중합은 바람직하게는 블루상에서 수행된다.
액정 매질은 바람직하게는 0 내지 10중량%, 특히 0.01 내지 5중량% 및 특히 바람직하게는 0.1 내지 3중량%의 안정제를 포함한다. 상기 매질은 바람직하게는 2,6-다이-3급-부틸페놀, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 또는 2-벤조트리아졸-2-일페놀로부터 선택된 하나 이상의 안정제를 포함한다. 이들 보조제는 당해 분야의 숙련자에게 알려져 있으며, 예를 들어 광 안정제로서 상업적으로 입수가능하다.
따라서, 본 발명의 실시양태는 또한 화학식 I의 화합물 하나 이상을 하나 이상의 액정 화합물, 바람직하게는 화학식 II 및 화학식 III으로부터 선택된 액정 화합물, 임의적으로는 하나 이상의 추가 화합물 및 임의적으로는 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다. 액정 매질의 중합가능한 성분들은 임의적으로 후속적으로 중합된다.
또한 본 발명은, 전기-광학 장치, 바람직하게는 액정 디스플레이에서의 본 발명에 따른 화합물 또는 매질의 용도 및 이런 장치 자체에 관한 것이다. 상기 디스플레이는 바람직하게는 블루상, 바람직하게는 중합체-안정화된 블루상의 영역에서 적어도 부분적으로 작동한다. 달리, 상기 매질 및 디스플레이는 또한 바람직하게는 네마틱 상에서 작동한다.
본 발명에 따른 중합체-안정화된 장치는 바람직하게는 장치 자체, 즉 광-전자(opto-electronic) 셀 내에서 매질의 중합가능한 성분의 중합을 수행하여 제조된다.
본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치의 구조는 바람직하게는, 액정 매질을 둘러싸는 서로 대향하는 2개의 기판을 포함하는 셀, 및 상기 셀 내에 위치된 전극으로 이루어진다. 전극은 바람직하게는, 액정 매질 내에서 기판에 평행하게(또는 광 축에 수직으로) 정렬된 성분을 갖는 전기장을 생성할 수 있는 방식으로 설계된다. 상기 전극은 바람직하게는 콤(comb) 전극(인터디지털(interdigital) 전극)으로서 기판들 중 하나에 적용된다. 하나 또는 2개 모두의 기판이 투명한 것이 바람직하다. 블루 상에서 작동하는 디스플레이의 경우, 광학 등방성 매질은 전압의 인가를 통해 복굴절성이 된다. 광학 스위칭 조작은 상응하게 배열된 편광기와 함께 달성된다.
본원에서, 용어 "양의 유전율(dielectrically positive)"은 Δε>3.0인 화합물 또는 성분을 나타내고, "중성 유전율(dielectrically neutral)"은 -1.5≤Δε≤3.0인 화합물 또는 성분을 나타내고, "음의 유전율(dielectrically negative)"은 Δε<-1.5인 화합물 또는 성분을 나타낸다. 각각의 화합물의 유전 이방성은 네마틱 호스트 혼합물 중 각각의 개별적인 화합물의 10% 용액의 측정 결과로부터 결정된다. 각각의 화합물의 호스트 혼합물에 대한 용해도가 10% 미만인 경우, 상기 농도는 5%로 감소된다. 시험 혼합물의 전기용량(capacitance)은 수직(homeotropic) 배향을 갖는 셀 및 수평(homogeneous) 배향을 갖는 셀 모두에서 결정된다. 상기 두 유형의 셀 모두에서 셀의 두께는 약 20㎛이다. 인가 전압은 1㎑의 주파수 및 전형적으로 0.5V 내지 1.0V의 유효값을 갖는 방형파(rectangular wave)이지만, 이는 항상 각각의 시험 혼합물의 전기용량의 임계 미만이 되도록 선택되어야 한다.
양의 유전율을 갖는 화합물로 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-4792 혼합물이고, 중성 유전율 및 음의 유전율을 갖는 화합물로 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-3086 혼합물이며, 모두 독일 메르크 카게아아(Merck KGaA)로부터 입수하였다. 상기 화합물들의 유전 상수의 절대값은, 관심 화합물의 첨가 시에 호스트 혼합물의 개별적 값에서의 변화로부터 결정된다. 그 값은 관심 화합물의 100% 농도에 외삽된다.
20℃의 측정 온도에서 네마틱 상을 갖는 성분 및 액정 매질은 다른 모든 것들은 화합물과 같이 취급되는 것처럼 측정된다.
본원에서 기재된 파라미터 범위는 모두 달리 명시적으로 기재되지 않는 한 한계 값(limit value)들을 포함한다.
명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서 전체에 걸쳐 하기 조건 및 정의가 적용된다. 모든 농도는 중량%로 제시되며, 각각의 전체 혼합물에 관한 것이다. 모든 온도, 예컨대 액정의 융점 T(C,N) 또는 T(C,S), 스멕틱 상(S)으로부터 네마틱 상(N)으로의 전이 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨 온도로 기재된다. 모든 온도 차이는 섭씨 온도 차이로 기재된다. 액정의 전형적인 모든 물리적 특성은 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되며, 20℃의 온도에 대하여 제시된다. 광학 이방성(△n)은 589.3 nm의 파장에서 결정된다. △ε은 (ε∥ - ε⊥)로 정의되며, ε평균은 (ε∥ + 2ε⊥)/3이다.
임계 전압 및 모든 다른 전기광학 특성은 독일의 메르크 카게아아에서 제조한 시험 셀을 사용하여 측정하였다. △ε을 측정하기 위한 시험 셀은 약 20㎛의 셀 두께를 갖는다. 전극은 1.13㎠ 면적과 보호링(protective ring)을 갖춘 원형 ITO 전극이다. 배향층은 수직(homeotropic) 배향(ε∥)의 경우는 일본 니산 케미칼스(Nissan Chemicals)의 SE-1211이고, 수평(homogeneous) 배향(ε⊥)의 경우는 일본 신쎄틱 러버(Synthetic Rubber)의 폴리이미드 AL-1054이다. 전기용량은 0.3Vrms의 전압을 갖는 사인파를 사용하는 주파수 응답 분석기 솔라트론(Solatron) 1260을 사용하여 결정하였다. 전기광학 측정에 사용된 광은 백색 광이다. 본원에서는 독일 아우트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers)로부터 상업적으로 입수가능한 DMS 기기를 사용하여 셋업하였다. 특징 전압은 수직 관찰하에 결정하였다. 임계 전압(V10), 중간-그레이(mid-grey) 전압(V50) 및 포화 전압(V90)은 각각 10%, 50% 및 90% 상대적 콘트라스트에 대하여 결정하였다.
액정의 디렉터(director)에 수직 및 수평한 성질의 성분에 대한 값을 자기장에서의 액정의 정렬에 의해 수득한다. 이를 위해, 영구 자석의 자기장을 사용한다. 자기장의 강도는 0.35 테슬라이다. 자석의 정렬을 상응하게 설정하고, 그 후 90˚에 걸쳐 상응하게 회전시킨다.
본원에서, 명시적으로 달리 기재하지 않는 한, 용어 "화합물"은 하나의 화합물 및 복수 개의 화합물 모두를 나타낸다.
용어 "알킬"은 바람직하게는 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 및 분지형 알킬 기, 특히 직쇄형 기 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸을 포함한다. 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.
용어 "알케닐"은 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄형 및 분지형 알케닐 기, 특히 직쇄형 기를 포함한다. 특히 바람직한 알케닐 기는 C2- 내지 C7-1E-알케닐, C4- 내지 C7-3E-알케닐, C5- 내지 C7-4-알케닐, C6- 내지 C7-5-알케닐 및 C7-6-알케닐, 특히 C2- 내지 C7-1E-알케닐, C4- 내지 C7-3E-알케닐 및 C5- 내지 C7-4-알케닐이다. 더 바람직한 알케닐 기의 예는 비닐, 1E-프로페닐, 1E-부테닐, 1E-펜테닐, 1E-헥세닐, 1E-헵테닐, 3-부테닐, 3E-펜테닐, 3E-헥세닐, 3E-헵테닐, 4-펜테닐, 4Z-헥세닐, 4E-헥세닐, 4Z-헵테닐, 5-헥세닐, 6-헵테닐 등이다. 5개 이하의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.
용어 "알콕시"는 바람직하게는 화학식 CnH2n +1-O-의 직쇄형 라디칼을 포함하고, 이때 n은 1 내지 10을 나타낸다. n은 바람직하게는 1 내지 6이다. 바람직한 알콕시 기는 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, n-부톡시, n-펜톡시, n-헥소시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, 또는 n-데콕시이다.
용어 "옥사알킬" 또는 "알콕시알킬"은 바람직하게는 화학식 CnH2n +1-O-(CH2)m의 직쇄형 라디칼을 포함하고, 이때 n 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 10을나타낸다. 바람직하게는 n은 1이고 m은 1 내지 6이다.
용어 "불소화된(fluorinated) 알킬 라디칼"은 바람직하게는 단일- 또는 다중불소화된 라디칼을 포함한다. 과불소화된 라디칼을 포함한다. 특히 CF3, CH2CF3, CH2CHF2, CHF2, CH2F, CHFCF3 및 CF2CHFCF3가 바람직하다.
용어 "불소화된 알콕시 라디칼"은 바람직하게는 단일- 또는 다중불소화된 라디칼을 포함한다. 과불소화된 라디칼을 포함한다. 특히 OCF3가 바람직하다.
본 발명에 따른 액정 매질은 여러 화합물, 바람직하게는 3 내지 30종, 더욱 바람직하게는 4 내지 20종 및 가장 바람직하게는 4 내지 16종의 화합물로 이루어진다. 이들 화합물은 통상적인 방식으로 혼합된다. 일반적으로, 보다 소량으로 사용되는 화합물의 목적하는 양이 보다 대량으로 사용되는 화합물에 용해된다. 더 고농도로 사용되는 화합물의 등명점보다 온도가 높은 경우에는, 용해 과정이 완료되는 것을 관찰하기가 특히 용이하다. 그러나, 다른 통상적인 방법, 예컨대 화합물의 균질 또는 공융(eutectic) 혼합물일 수 있는 소위 예비-혼합물을 사용하거나, 또는 구성성분 자체가 바로 사용될 수 있는 혼합물인 소위 "멀티용기" 시스템(multi-bottle system)을 사용하여 상기 매질을 제조할 수도 있다.
본원에서, 명시적으로 달리 기재하지 않는 한, 복수형은 단수형 및 복수형 둘다를 나타내고, 그 반대도 성립된다.
추가로, 본원에 따른 본 발명의 실시양태의 조합 및 변형도 하기 특허청구범위로부터 유래한다.
추가의 약어:
THF: 테트라하이드로푸란
MTBE: 메틸 3급-부틸 에터
SiO2: 크로마토그래피용 실리카 겔
하기 실시예는 어떠한 방식으로도 본 발명을 한정함이 없이 설명한다.
그러나, 당해 분야의 숙련자에게는 물리적 성질로부터 어떤 성질이 달성될 수 있고 어떤 범위에서 변형될 수 있는지 자명할 것이다. 그러므로, 특히 바람직하게는 달성될 수 있는 다양한 성질들의 조합은 당해 분야의 숙련자에게 잘 정의된다.
실시예
실시예
1: 2-{4-[
다이플루오로
-(2,3',5'-
트라이플루오로
-4'-
트라이플루오로바이페닐
-4-
일옥시
)
메틸
]-3,5-
다이플루오로페닐
}-5-
프로필테트라하이드로피란
("
AUQGU
-3-T")
본 발명에 따른 화합물을 하기 기술하는 바와 같이 제조하였다:
100mg(4mmol)의 마그네슘 터닝(turning)을 초기에 150ml의 THF에 도입하고, 30.0ml(60.0mmol)의 i-PrMgCI(THF 내의 2M 용액)을 첨가하였다. 30분 후에, 100ml의 THF 내의 22.0g(41.3mmol)의 4'-[(4-브로모-2,6-다이플루오로-페닐)다이플루오로메톡시]-3,5,2'-트리플루오로-4-트라이플루오로메틸바이페닐의 용액을 적가하였다. 첨가 완료 시에, 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 50ml의 THF 내의 7.0ml(63.1mmol)의 N-포르밀피페리딘을 첨가하고, 혼합물을 19시간 동안 교반하였다. 포화 암모늄 클로라이드 용액을 배취에 첨가하고, 이어서 MTBE로 여러 번 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트를 사용하여 건조시켰다. 용액을 제거한 후 남은 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(SiO2, n-헵탄:톨루엔 = 1:1)로 정제하여, 4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메틸바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로벤즈알데하이드를 황색 고체로서 수득하였다.
9.0g(18.5mmol)의 4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메틸바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로벤즈알데하이드를 2.20g(19.3mmol)의 2-비닐펜탄-1-올과 함께 120ml의 다이클로로메탄에 초기에 도입시키고, 4.40g(9.61mmol)의 비스무스(III) 브롬화물을 조금씩 첨가하였다. 배취를 22시간 동안 교반하고, 혼합물을 흡수적으로 여과하였다(SiO2, 다이클로로메탄). 여액을 건고 농축시키고, 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(SiO2, n-헵탄:톨루엔 = 1:1)로 정제하여, 4-브로모-2-{4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메틸바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로페닐}-5-프로필테트라하이드로피란을 무색 고체로서 수득하였다. 두 입체이성체의 혼합물을 다음 반응에 사용하였다.
10.0g(14.7mmol)의 4-브로모-2-{4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메틸바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로페닐}-5-프로필테트라하이드로피란을 THF에 용해시키고, 혼합물을 50시간 동안 5.8바(bar)의 수소압 및 50℃에서 트라이에틸 아민 및 Pd/C의 존재 하에 수소화시켰다. 용액을 여과하고, 건고 농축시켰다. 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(SiO2, n-헵탄:톨루엔 = 1:1)로 정제하였다. 아이소프로판올로부터 재결정화시켜 추가로 정제하여, 트랜스-2-{4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메틸바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로페닐}-5-프로필테트라하이드로피란("AUQGU-3-T")을 95℃의 용융점을 갖는 무색 고체로서 수득하였다.
실시예
2: 2-{4-[
다이플루오로
-(2,3',5'-
트라이플루오로
-4'-
트라이플루오로
메톡시바이페닐-4-
일옥시
)
메틸
]-3,5-
다이플루오로페닐
}-5-프로필-1,3-다이옥산("
DUQGU
-3-
OT
")
본 발명에 따른 화합물을 하기 기술하는 바와 같이 제조하였다:
90mg(3.7mmol)의 마그네슘 터닝을 초기에 200ml의 THF에 도입하고, 26.0ml(52.0mmol)의 i-PrMgCI(THF 내의 2M 용액)을 첨가하였다. 30분 후에, 50ml의 THF 내의 19.0g(34.6mmol)의 4'-[(4-브로모-2,6-다이플루오로-페닐)다이플루오로메톡시]-3,5,2'-트리플루오로-4-트라이플루오로메틸바이페닐의 용액을 적가하였다. 첨가 완료 시에, 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 30ml의 THF 내의 5.8ml(52.3mmol)의 N-포르밀피페리딘을 첨가하고, 혼합물을 21시간 동안 교반하였다. 염산을 배취에 첨가하고, 이어서 MTBE로 여러 번 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 나트륨 탄산수소염 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트를 사용하여 건조시켰다. 용액을 제거한 후 남은 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(SiO2, n-헵탄:톨루엔 = 1:1)로 정제하여, 4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메톡시바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로벤즈알데하이드를 황색 고체로서 수득하였다.
3.50g(7.02mmol)의 4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메톡시바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로벤즈알데하이드를 850mg의 2-n-프로필프로판-1,3-다이올 및 30mg의 p-톨루엔설폰산과 함께 100ml의 톨루엔 내의 물 분리기상에서 3시간 동안 환류시켰다. 냉각한 후에, 배취를 물로 세척하고, 나트륨 카보네이트 용액으로 포화시켰다. 용액을 나트륨 설페이트를 사용하여 건조하고, 건고 농축시켰다. 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(SiO2, 톨루엔)로 정제하였다. 에탄올 및 n-헵탄으로부터 재결정화시켜 추가로 정제하여, 2-{4-[다이플루오로-(2,3',5'-트라이플루오로-4'-트라이플루오로메틸바이페닐-4-일옥시)메틸]-3,5-다이플루오로페닐}-5-프로필-1,3-다이옥산을 61℃의 용융점을 갖는 무색 고체로서 수득하였다.
실시예 화합물 3 내지 5는 실시예 1과 유사하게 제조된다. 분광 데이타(NMR, MS)는 각각의 경우 구조에 상응한다.
실시예 화합물 6 및 7은 실시예 2와 유사하게 제조된다. 분광 데이타(NMR, MS)는 각각의 경우 구조에 상응한다.
혼합물의
실시예
액정 베이스 혼합물(호스트)의 성분들을 기재하기 위해 하기 약어가 사용되었다. 지수 n은 1 내지 9의 값을 갖는다. 화합물들은 본 발명에 따른 액정 매질의 제조에 적합하다.
표 A:
LC
성분에 대한 추가 약어
바람직하게는 하기 단량체가 사용된다:
RM220은 상 순서(phase sequence) C 82.5 N 97 I를 갖는다.
RM257은 상 순서 C 66 N 127 I를 갖는다.
바람직하게는 하기 첨가제가 사용된다(DP: 카이랄 도판트, IN: 중합 개시제):
LC 혼합물을 위한 추가 카이랄 도판트 및 중합 개시제는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있고, 본원에서 명시적으로 언급되어 있다.
상기 매질은 중합 이전에 전술된 바와 같이 특성분석된다. 그 후 RM 성분은 블루 상에서 1회 조사(180초)에 의해 중합되고, 수득된 매질은 재-특성분석된다.
중합에 대한 설명
샘플의 중합 이전에, 약 10 마이크론 두께 및 2×2.5cm 면적을 갖는 시험 셀에서 매질의 상 특성을 확립한다. 충전은 75℃의 온도에서 모세관 작용으로 수행한다. 비중합된 매질은, 1℃/분의 가열 속도로 스테이지를 가열하면서, 편광 현미경 하에 측정된다. 상기 매질의 중합은 180초 동안 약 1.5mW/cm2의 유효 전력을 갖는 UV 램프(횐레(
), 블루포인트 2.1, 365nm 간섭 필터)를 사용한 조사에 의해 수행된다. 중합은 전기-광학 시험 셀에서 직접 수행된다. 중합은 초기에, 매질이 블루 상 I(BP-I)으로 존재하는 온도에서 수행된다. 중합은, 점차적으로 중합을 완료시키는 복수 개의 부분-단계들로 수행된다. 일반적으로 블루 상의 온도 범위는 중합 동안 변한다. 그러므로 그 온도는, 매질이 계속 블루 상으로 존재하게 하는 방식으로 각 부분-단계 사이에서 채택된다. 실제로, 이는 약 5초 이상 조사 처리 후 편광 현미경 하에 샘플을 관찰함으로써 수행될 수 있다. 샘플이 보다 어두워지면, 이는 등방성 상으로의 전이를 나타낸다. 다음 부분-단계에서의 온도는 상응하게 감소된다. 최대 안정화를 생성하는 전체 조사 시간은 기재된 조사 파워에서 전형적으로 180초이다. 추가의 중합은 최적화된 조사/온도 프로그램에 따라 수행될 수 있다. 다르게는, 중합은 또한, 충분히 넓은 블루 상이 중합 이전에 이미 존재하는 경우, 단일 조사 단계로 수행될 수도 있다.
전기-광학적 특성분석
블루 상에서의 전술된 중합 및 안정화 후에, 블루 상의 상 폭을 측정한다. 이어서, 이 범위 내에서, 또한 필요한 경우 이 범위 밖의 다양한 온도에서 전기-광학적 특성분석을 수행한다.
사용된 시험 셀에는, 셀 표면상에 인터디지털 전극이 한 쪽면에 장착되어 있다. 셀 갭, 전극 간격(separation) 및 전극 폭은 전형적으로 각각 1 내지 10 마이크론이고, 바람직하게는 동일한 크기이다. 이런 균일한 치수는 이하에서 갭 폭으로 지칭된다. 전극으로 덮힌 면적은 약 0.4cm2이다. 시험 셀은 정렬 층을 갖지 않는다. 전기-광학적 특성 분석을 위해, 셀은, 전극들의 종방향이 편광 필터의 축에 대해 45° 각도를 갖는 교차된 편광 필터들 사이에 위치된다. 측정은 셀 면에 대해 직각에서 DMS301(오트로닉-멜처스(Autronic-Melchers))을 사용하거나 편광 현미경 상의 고감도(high sensitive) 카메라에 의해 수행된다. 무-전압 상태에서, 기재된 배열은 본질적으로 어두운 이미지(0% 투과율로 정의됨)를 제공한다.
먼저, 시험 셀에 대해 특징적 작동 전압 및 그 후 응답 시간을 측정한다. 후술되는 바와 같이, 교대 신호(주파수 100Hz) 및 가변 진폭을 갖는 방형 전압 형태로 셀 전극에 작동 전압을 인가한다.
무-전압 상태에서의 투과율을 0%로 정의한다. 작동 전압을 증가시키면서 투과율을 측정한다. 약 100% 세기인 최대 값의 도달은 특징적 작동 전압의 양(V100)을 한정한다. 동일하게, 최대 투과율의 10%에서 특징적 전압(V10)을 측정한다. 이들 값들은 임의적으로, 블루 상의 영역에서 다양한 온도에서, 어떤 경우 실온(20℃)에서 측정된다.
블루 상의 온도 범위의 하한치에서, 비교적 높은 특징적 작동 전압(V100)이 관찰된다. 상기 온도 범위의 상한치(투명점 근접)에서 V100 값은 상당히 증가한다. 최소 작동 전압의 영역에서, V100은 일반적으로 온도에 따라 단지 천천히 증가한다. 이 온도 범위(T1 및 T2에 의해 한정됨)가 사용가능한 평탄 온도 범위(flat temperature range, FR)로서 공지되어 있다. 이 '평탄 범위'(FR)의 폭은 (T2-T1)이고, 평탄 범위의 폭(WFR)으로 공지되어 있다. T1 및 T2의 정확한 값은 V100/온도 그래프의 평탄 곡선 부분(FR)과 인접한 급경사 곡선 부분에서의 접선들의 교차점에 의해 결정된다.
측정의 두번째 단계에서는, 온(on) 및 오프(off)(τon, τoff)를 스위칭하는 동안 응답 시간을 측정한다. 응답 시간(τon)은 선택된 온도에서 V100 수준의 전압 인가 후에 90% 강도를 달성하는 데에 걸린 시간으로 정의된다. 응답 시간(τoff)은 0 V로 전압을 감소시킨 후 V100에서의 최대 강도로부터 출발하여 90%가 감소되는데에 걸린 시간으로 정의된다. 응답 시간은 또한 블루 상의 영역에서의 다양한 온도에서 측정된다.
추가 특성분석으로서, 0 V 내지 V100에서 연속적으로 변화되는 작동 전압을 사용하여 FR 내의 온도에서 투과율을 측정할 수 있다. 작동 전압을 증가 및 감소시키는 곡선의 비교 시에, 자기이력이 발생될 수 있다. 예컨대 0.5·V100에서의 투과율 차이 및 50% 투과율에서의 전압 차이가 특징적인 자기이력 값이고, 각각 ΔT50 및 ΔV50으로서 공지되어 있다.
추가의 특성량으로서, 스위칭 사이클 통과 전후의 무-전압 상태에서의 투과율 비가 측정될 수 있다. 이 투과율 비는 "메모리 효과"로서 공지되어 있다. 이상적 상태에서의 메모리 효과의 값은 1.0이다. 1 초과의 값은, 셀이 스위치 온 및 오프된 후에 특정 메모리 효과가 과도 잔류 투과율의 형태로 존재함을 의미한다. 이 값은 또한 블루 상의 작동 범위(FR) 내에서 측정된다.
달리 기재되지 않는 한 측정된 값은, 20℃에서 측정된 것이다.
혼합물
실시예
혼합물 실시예 1(호스트 혼합물)
등명점: 76℃
혼합물 실시예 2(호스트 혼합물)
혼합물 실시예 3(호스트 혼합물)
혼합물 실시예 4(호스트 혼합물)
혼합물 실시예 5(호스트 혼합물)
혼합물 실시예 6(호스트 혼합물)
혼합물 실시예 7(호스트 혼합물)
전형적인 중합체-안정화가능한 혼합물은 하기 표에 기재된 조성을 갖는다:
중합가능한 혼합물을 블루상의 온도 영역의 하한치에서 약 30 내지 50℃의 온도에서 단일 조사 단계로 중합하였다(세부사항은 상기 내용 참조).
중합체-안정화된 액정 매질은 넓은 온도 범위에 걸쳐 블루상을 보였다.
Claims (12)
- 하기 화학식 I의 화합물:
상기 식에서,
L1은 H 또는 F를 나타내며,
X는 O 또는 CH2를 나타내며,
R1은 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 라디칼을 나타내며, 이때, 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -0-로 대체될 수 있으며,
R2는 F, CF3 또는 OCF3를 나타낸다. - 제 1 항에 있어서,
L1이 불소를 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
R2가 CF3를 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
X가 O를 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
R1이 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알케닐 라디칼을 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
R1이 3개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물. - 하기 화학식 A 및 B의 두 출발 물질을 적절한 반응 조건하에서 반응시키는 반응 단계를 포함하는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 제조 방법:
상기 식에서,
R1, R2 및 L1은 화학식 1에서 정의된 바와 같고,
Y는 화학식 -CH=CH2 또는 -CH2-0H의 라디칼을 나타낸다. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
- 제 8 항에 있어서,
하기 화학식 II 및 III의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
상기 식에서,
R1은 서로 독립적으로, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 라디칼을 나타내며, 이때, 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -0-로 대체될 수 있으며,
A2 및 A3은 서로 독립적으로
를 나타내며,
Z2 및 Z3은 서로 독립적으로 단일 결합, CF2O, CH2CH2, CF2CH2, CF2CF2, CFHCFH, CFHCH2, (CO)O, CH20, C≡C, CH=CH, CF=CH, CF=CF을 나타내며, 이때 비대칭적 결합 유닛은 두가지의 가능한 방향 모두로 배향될 수 있으며,
X1은 F, Cl, CN이거나, 또는 F로 단일치환 또는 다중치환되는, 1 내지 3개의 C 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 알케닐옥시, 알콕시알킬 또는 알콕시를 나타내며,
L1 내지 L4는 H 또는 F를 나타낸다. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의, 액정 매질 또는 전기-광학 디스플레이에서의 용도.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 액정 매질을 포함하는 전기-광학 디스플레이 장치.
- 제 11 항에 있어서,
액정 블루상(blue phase) 영역에서 전체적으로 또는 부분적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 전기-광학 디스플레이 장치.
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