KR20150097725A

KR20150097725A - 액정 매질

Info

Publication number: KR20150097725A
Application number: KR1020157019381A
Authority: KR
Inventors: 하랄트 히르슈만; 안드레아스 포레; 마르쿠스 찬타; 크리스티안 쇠네펠트; 엘비라 몬테네그로; 폴커 라이펜라트
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-08-26
Also published as: JP2016508166A; TWI655190B; EP2935514B1; CN104884575B; DE102013020566A1; CN104884575A; US9376622B2; TW201434824A; JP6306046B2; EP2935514A1; US20150315472A1; WO2014094999A1; KR102246816B1

Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 화합물, 및 하기 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질, 및 전기-광학 목적을 위한, 특히 TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS 및 PS-VA-IPS 디스플레이에서 3D 적용을 위한 셔터 안경에서 이의 용도에 관한 것이다:

상기 식에서,
R¹, X¹, X, Y¹ 및 Y²는 청구범위 제 1 항에 제시된 의미를 갖는다.

Description

액정 매질{LIQUID CRYSTAL MEDIUM}

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

액정은 인가된 전압에 의해 광학 특성이 변형될 수 있기 때문에, 주로 디스플레이 장치에서 유전체로서 사용된다. 액정을 기제로 한 전기-광학 장치는 당업자에게 매우 널리 공지되어 있고, 다양한 효과에 근거할 수 있다. 이러한 장치의 예는 동적 산란을 갖는 셀, DAP(정렬된 상의 변형) 셀, 게스트/호스트 셀, 비틀린 네마틱 구조를 갖는 TN 셀, STN(초비틀린 네마틱) 셀, SBE(초복굴절 효과) 셀 및 OMI(광학 모드 간섭) 셀이다. 가장 통상적인 디스플레이 장치는 샤트-헬프리히(Schadt-Helfrich) 효과에 근거하고, 비틀린 네마틱 구조를 갖는다.

액정 물질은 우수한 화학 안정성, 열 안정성, 및 전계 및 전자기 복사선에 대한 우수한 안정성을 가져야 한다. 또한, 액정 물질은 낮은 점도를 가져야 하고, 셀에서의 짧은 어드레싱 시간, 낮은 문턱 전압 및 높은 콘트라스트를 생성시켜야 한다.

또한, 액정 물질은 일반적인 작동 온도, 즉, 실온 이상 및 이하의 가능한 가장 넓은 범위에서, 전술한 셀에 대한 적합한 메조상, 예컨대 네마틱 또는 콜레스테릭 메조상을 가져야 한다. 일반적으로, 액정은 다수의 성분들의 혼합물로서 사용되므로, 성분이 서로 용이하게 혼화성인 것이 중요하다. 추가 특성, 예컨대 전기 전도성, 유전 이방성 및 광학 이방성은 셀 유형 및 적용 분야에 따라 다양한 요건을 충족시켜야 한다. 예를 들어, 비틀린 네마틱 구조를 갖는 셀을 위한 물질은 양의 유전 이방성 및 낮은 전기 전도성을 가져야 한다.

예를 들어, 개별적인 화소를 스위칭하기 위한 집적된 비선형 소자(element)를 갖는 매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)의 경우, 큰 양의 유전 이방성, 넓은 네마틱 상, 비교적 낮은 복굴절, 매우 높은 비저항, 우수한 자외선 및 온도 안정성, 및 낮은 증기압을 갖는 매질이 바람직하다.

이러한 유형의 매트릭스 액정 디스플레이는 공지되어 있다. 개별적인 화소를 개별적으로 스위칭하기 위해 사용될 수 있는 비선형 소자의 예는 활성 소자(즉, 트랜지스터)이다. 따라서, "활성 매트릭스"라는 용어가 사용되고, 이는 하기 두 가지 유형으로 구분될 수 있다:

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

2. 기판으로서 유리 플레이트 상의 박막 트랜지스터(TFT).

기판 물질로서 단일 결정 규소의 사용은, 다양한 부품-디스플레이의 모듈 어셈블리(modular assembly)가 접합부에서 문제를 일으키기 때문에 디스플레이의 크기를 제한한다.

더욱 유망한 바람직한 유형 2의 경우, 사용되는 전기-광학 효과는 일반적으로 TN 효과이다. 두 가지 기술, 즉, 반도체 화합물(예컨대, CdSe)을 포함하는 TFT, 또는 다결정 또는 비정질 규소를 기제로 한 TFT로 구별된다. 전 세계적으로는 후자의 기술에 대해 많은 연구가 수행되고 있다.

TFT 매트릭스는 디스플레이의 1개의 유리 플레이트 내부에 적용되는 반면, 다른 유리 플레이트는 그의 내부에 투명한 상대전극을 갖는다. 화소 전극의 크기와 비교하여, TFT는 매우 작고, 실질적으로 이미지에 대해 어떠한 악영향도 끼치지 않는다. 이러한 기술은 또한, 필터 소자가 각각 스위칭가능한 반대편 화소가 되는 방식으로 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크가 배열되어 있는 완전 색채 구현(fully colour-capable) 디스플레이로 확장될 수 있다.

TFT 디스플레이는 일반적으로, 투과시 교차된 편광기를 갖는 TN 셀로서 작동하고, 후면 발광식(backlit)이다.

본원에서 "MLC 디스플레이"라는 용어는, 집적된 비선형 소자를 갖는 임의의 매트릭스 디스플레이, 즉 활성 매트릭스 이외에, 또한, 수동 소자, 예컨대 배리스터 또는 다이오드를 갖는 디스플레이[MIM(금속-절연체-금속)]를 포괄한다.

이러한 유형의 MLC 디스플레이는 TV 제품(예컨대, 휴대용 TV), 또는 컴퓨터 제품(랩탑 컴퓨터) 및 자동차 또는 항공기 구조용 고 정보 디스플레이에 특히 적합하다. 콘트라스트의 각 의존도 및 응답 시간에 관한 문제 이외에, 부적당하게 높은 액정 혼합물의 비저항으로 인해 MLC 디스플레이에서도 문제가 발생한다(문헌[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris]; 문헌[STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]). 저항이 감소하면서, MLC 디스플레이의 콘트라스트가 저하되고, 잔상 제거 문제가 발생할 수 있다. 일반적으로 액정 혼합물의 비저항은 디스플레이의 내부 표면과의 상호작용으로 인한 MLC 디스플레이의 수명을 감소시키기 때문에, 허용가능한 수명을 획득하기 위해서 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다. 특히, 낮은-전압 혼합물의 경우, 지금까지는 매우 높은 비저항 값을 달성하는 것이 불가능하였다. 또한, 온도가 증가하고 가열 및/또는 자외선 노출 후, 비저항은 가능한 한 최소 증가치를 나타내는 것이 중요하다. 또한, 종래 기술의 혼합물의 저온 특성은 특히 불리하다. 결정화 및/또는 스메틱 상이 심지어 저온에서도 발생하지 않아야 하고, 점도의 온도 의존도는 가능한 한 낮아야 함이 요구된다. 따라서, 종래 기술의 MLC 디스플레이는 오늘날의 요건을 충족시키지 못한다.

후면 조명을 이용하는 액정 디스플레이, 즉 투과적으로 및 필요한 경우 투과반사적으로(transflectively) 작동되는 액정 디스플레이 이외에, 반사성 액정 디스플레이가 또한 특히 주목을 끈다. 이러한 반사성 액정 디스플레이는 정보 표시를 위해 주위 광을 사용한다. 따라서, 이들은 상응하는 크기 및 해상도를 갖는 후면 발광식 액정 디스플레이보다 상당히 적은 에너지를 소비한다. TN 효과는 매우 우수한 콘트라스트의 특징을 갖기 때문에, 이런 유형의 반사성 디스플레이는 밝은 주위 조건에서조차도 우수하게 판독될 수 있다. 이는 이미, 예컨대 손목시계 및 휴대용 계산기에서 사용되는 단순한 반사성 TN 디스플레이로 알려져 있다. 그러나, 상기 원리는 또한, 고 품질, 고 해상도 활성 매트릭스-어드레싱된 디스플레이(예컨대, TFT 디스플레이)에 적용될 수 있다. 여기서, 일반적으로 통상적인 투과성 TFT-TN 디스플레이에서와 같이, 낮은 광학 지연성(dㆍΔn)을 달성하기 위해서는 낮은 복굴절(Δn)의 액정 디스플레이의 사용이 필요하다. 이러한 낮은 광학 지연성은 일반적으로, 허용가능하게 낮은 콘트라스트의 시야각 의존도를 제공한다(DE 30 22 818 참조). 반사성 디스플레이에서, 낮은 복굴절의 액정의 사용은 투과성 디스플레이에서보다 훨씬 더 중요하고, 이는, 광이 통과하는 유효 층 두께가 동일한 층 두께를 갖는 투과성 디스플레이에서보다 반사성 디스플레이에서 약 두 배 정도로 크기 때문이다.

셔터 안경(shutter glasses)에 의해 3D 효과를 달성하기 위해서, 특히 낮은 회전 점도 및 상응하는 높은 광학 이방성(Δn)을 갖는 고속 스위칭 혼합물이 사용된다. 높은 광학 이방성(Δn)을 갖는 혼합물을 사용하여, 디스플레이의 2차원 표현(representation)을 3차원 자동 입체(autostereoscopic) 표현으로 스위칭할 수 있는 전기-광학 렌즈 시스템이 달성될 수 있다.

따라서, 상기 단점을 나타내지 않거나 적은 정도로만 나타내는, 매우 높은 비저항을 갖는 동시에 넓은 작동-온도 범위, 심지어 저온에서의 짧은 응답 시간 및 낮은 문턱 전압을 갖는 MLC 디스플레이에 대한 많은 요구가 계속되고 있다.

TN(샤트-헬프리히) 셀의 경우에, 셀에서 하기 장점을 가능하게 하는 매질이 바람직하다:

- 확장된 네마틱 상 범위(특히, 저온까지);

- 매우 낮은 온도에서의 스위칭성(야외 용도, 자동차, 항공 전자 공학);

- 자외선 복사선에 대한 증가된 내성(보다 긴 수명);

- 낮은 문턱 전압.

종래 기술로부터 입수 가능한 매질은 다른 파라미터를 유지하면서, 동시에 상기 장점을 얻을 수 없다.

초비틀린(STN) 셀의 경우, 보다 많은 다기능성(multiplexability) 및/또는 보다 낮은 문턱 전압 및/또는 보다 넓은 네마틱 상 범위(특히, 저온에서)를 가능하게 하는 매질이 바람직하다. 이를 위해, 이용가능한 파라미터 범위(등명점, 스메틱-네마틱 전이 또는 융점, 점도, 유전 파라미터, 탄성 파라미터)를 더욱 넓히는 것이 시급히 바람직하다.

특히 TV 및 비디오 제품용 LC 디스플레이의 경우(예컨대, LCD TV, 모니터, PDA, 노트북, 게임 콘솔), 응답 시간의 상당한 감소가 바람직하다. 이는 낮은 회전 점도 및 복굴절(Δn)에 대하여 높은 값을 갖는 LC 혼합물을 요구한다.

본 발명은 상기 제시된 단점을 나타내지 않거나 적은 정도로만 나타내는 매질, 특히 MLC, FFS, IPS, TN, 양성 VA 또는 STN 디스플레이 유형의 매질을 제공하는 목적을 갖고, 바람직하게는 동시에 높은 등명점, 뿐만 아니라 높은 유전 이방성, 및 낮은 문턱 전압으로서 신속한 응답 시간 및 낮은 회전 점도를 갖는다.

이제, 이러한 목적은, 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는 LC 매질이 사용되는 경우에 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 화학식 I의 화합물은 상기 제시된 목적 특성을 갖는 LC 혼합물을 야기한다.

본 발명은 하기 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질에 관한 것이다:

[화학식 I]

상기 식에서,

R¹은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이들 라디칼 내 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,

, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;

X¹은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고;

X는 C-H 또는 N을 나타내고;

Y¹ 및 Y²는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타낸다.

놀랍게도, 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는 혼합물이 높은 유전 이방성(Δε)을 갖고 동시에 유리한 회전 점도(γ₁)/등명점 비를 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 상기 혼합물은 낮은 γ₁ 및 높은 Δn 값을 갖는 액정 혼합물을 달성하기에 특히 적합하다. 또한, 화학식 I의 화합물은 LC 매질에서 우수한 가용성을 나타낸다. 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 LC 매질은 낮은 회전 점도, 신속한 응답 시간, 매우 높은 양의 유전 이방성, 높은 복굴절 및 광범위한 네마틱 상 범위를 갖는다. 따라서, 매질은 렌즈, 2D/3D 제품, 이동 전화, TV 및 비디오 제품에 특히 적합하다.

화학식 I의 화합물은 광범위한 적용 범위를 갖는다. 치환기의 선택에 따라, 화학식 I의 화합물은 액정 매질을 주로 구성하는 기재 물질로서 작용할 수 있지만, 예컨대 이러한 유형의 유전체의 유전 이방성 및/또는 광학 이방성을 변형시키고/시키거나 이의 문턱 전압 및/또는 이의 점도를 최적화하기 위해서, 화학식 I의 화합물에 다른 부류의 화합물로부터의 액정 기재 물질을 첨가할 수도 있다.

순수 상태에서, 화학식 I의 화합물은 무색이고, 전기-광학 용도에 대해 우호적으로 위치되는 온도 범위에서 액정 메조상을 형성한다. 이는 화학적으로 열적으로 안정하고, 광에 대해 안정하다.

상기 및 하기 화학식에서 R¹이 알킬 라디칼 및/또는 알콕시 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 탄소 원자를 갖고, 따라서 바람직하게는 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥실옥시 또는 헵틸옥시, 또한 메틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 메톡시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트라이데실옥시 또는 테트라데실옥시를 나타낸다.

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

R¹은, 하나의 CH₂ 기가 -CH=CH-로 대체된 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다. 따라서, 이는 특히, 비닐, 프로프-1- 또는 -2-엔일, 부트-1-, -2- 또는 -3-엔일, 펜트-1-, -2-, -3- 또는 -4-엔일, 헥스-1-, -2-, -3-, -4- 또는 -5-엔일, 헵트-1-, -2-, -3-, -4-, -5- 또는 -6-엔일, 옥트-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6- 또는 -7-엔일, 노느-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7- 또는 -8-엔일, 데크-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7-, -8- 또는 -9-엔일을 나타낸다.

R¹은, 할로겐으로 적어도 일치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내는 경우, 이 라디칼은 바람직하게는 직쇄이고, 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다. 다중치환의 경우, 할로겐은 바람직하게는 F이다. 또한, 생성된 라디칼은 과불소화된 라디칼을 포함한다. 일치환의 경우, 불소 또는 염소 치환기는 임의의 목적 위치에 존재할 수 있지만, 바람직하게는 ω-위치에 존재한다.

R¹은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 특히 에틸, 프로필 및 펜틸을 나타내고, 또한, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알켄일을 나타낸다.

상기 및 하기 화학식에서, X¹은 바람직하게는 F, Cl, 또는 1, 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 일불소화된 또는 다중불소화된 알킬 또는 알콕시 라디칼, 또는 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 일불소화된 또는 다중불소화된 알켄일 라디칼이다. X¹은 특히 바람직하게는 F, Cl, CF₃, CHF₂, OCF₃, OCHF₂, OCFHCF₃, OCFHCHF₂, OCFHCHF₂, OCF₂CH₃, OCF₂CHF₂, OCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCFHCF₂CF₃, OCFHCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CF₃, OCF₂CF₂CClF₂, OCClFCF₂CF₃, OCH=CF₂ 또는 CH=CF₂, 매우 특히 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 또한 CF₃, OCF=CF₂, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂이다.

X¹이 F 또는 OCF₃, 바람직하게는 F를 나타내는, 화학식 I의 화합물로 제시된 것이 특히 바람직하다. 화학식 I의 바람직한 화합물은 Y¹ 및/또는 Y²가 각각 H를 나타내는 것이다.

매우 특히 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 언급된다:

상기 식에서,

알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;

알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;

알콕시는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타낸다.

화학식 I-4의 화합물로 제시되는 것이 특히 바람직하다.

화학식 I의 화합물은 상기 반응에 대하여 공지되고 적합한 반응 조건하에 정확하도록 문헌에 기재된 바와 같이 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조된다(예를 들어, 표준 작업, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart] 참조). 또한, 용도는 본원에 언급되지 않은 것을 더욱 상세하게 그 자체로 공지된 변형으로 본원에서 제조될 수 있다.

화학식 I의 화합물은 예를 들어, 하기와 같이 제조될 수 있다:

[반응식 1]

특히 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기와 같이 제조될 수 있다:

[반응식 2]

[반응식 3]

추가의 바람직한 실시양태가 하기 제시된다:

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

상기 식에서,

R⁰은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시를 나타내고, 이들 라디칼 내 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,

, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;

X⁰은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고;

Y¹ 내지 Y⁶은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고;

및

는 각각 서로 독립적으로

를 나타낸다.

- 화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IIa 내지 IIf의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타내고, 또한 OCF₃ 및 CF₃을 나타낸다. 화학식 IIa 및 IIb의 화합물, 특히 X⁰이 F를 나타내는 화학식 IIa 및 IIb의 화합물로 주어진 것이 특히 바람직하다.

- 화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IIIa 내지 IIIe의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X^O은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F, 또한 OCF₃ 및 CF₃을 나타낸다. 화학식 IIIa 및 IIIe의 화합물, 특히 화학식 IIIa의 화합물로 주어진 것이 특히 바람직하다.

- 매질은 하기 화학식 IV 내지 VIII의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R⁰, X⁰ 및 Y¹ 내지 Y⁴는 상기 제시된 의미를 갖고;

Z⁰은 -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C₂F₄-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -CF₂O- 또는 -OCF₂-이고, 화학식 V 및 VI에서는 또한 단일 결합을 나타낼 수 있고;

r은 0 또는 1을 나타내고;

s는 0 또는 1을 나타낸다.

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

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰는 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 또한 CF₃, OCF=CF₂ 또는 Cl을 나타낸다.

- 화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 Va 내지 Vh로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F 및 OCF₃, 또한 OCHF₂, CF₃, OCF=CF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 화학식 VI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 VIa 내지 VId로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F, 또한 OCF₃, CF₃, CF=CF₂, OCHF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 화학식 VII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 VIIa 및 VIIb로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F, 또한 OCF₃, OCHF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 매질은 하기 화학식 IX 내지 XII로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

X⁰은 상기 제시된 의미를 갖고;

L은 H 또는 F를 나타내고;

알킬은 C₁ _-6-알킬을 나타내고;

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

알켄일 및 알켄일^*는 각각 서로 독립적으로 C₂ _-6-알켄일을 나타낸다.

- 화학식 IX 내지 XII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IXa 내지 XIIa의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬은 상기 제시된 의미를 갖는다.

화학식 IXa, IXb, IXc, Xa, Xb, XIa 및 XIIa의 화합물로 주어진 것이 특히 바람직하다. 화학식 IXb 및 IX에서, 알킬은 바람직하게는, 서로 독립적으로, n-C₃H₇, n-C₄H₉ 또는 n-C₅H₁₁, 특히 n-C₃H₇을 나타낸다.

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

상기 식에서,

L¹ 및 L²는 상기 제시된 의미를 갖고;

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로, 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타내고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고;

화학식 XIII의 화합물에서, 하나 이상의 라디칼 R¹ 및 R²는 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알켄일을 나타낸다.

- 매질은, 하나 이상의 라디칼 R¹ 및 R²가 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알켄일, 바람직하게는 하기 화학식 XIIIa 내지 XIIId의 화합물로부터 선택된 것을 나타내는, 화학식 XIII의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

알킬은 상기 제시된 의미를 갖는다.

- 매질은 하기 화학식 XIIIe의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*는 상기 제시된 의미를 갖는다.

- 매질은 하기 화학식 XV 및 XVI의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R⁰, X⁰ 및 Y¹ 내지 Y⁴는 화학식 I에 제시된 의미를 갖고;

및

는 각각 서로 독립적으로

를 나타내고;

는

를 나타낸다.

- 화학식 XV 및 XVI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 XVa 내지 XVII의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F, 또한 OCF₃을 나타낸다. 화학식 XV 및 XVa 내지 XVf의 특히 바람직한 화합물은, Y¹이 F를 나타내고, Y²가 H 또는 F, 바람직하게는 F를 나타내는 것이다. 본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 화학식 XVf의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 하기 화학식 XVII의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. L은 H 또는 F를 나타낸다.

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

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼, 특히 에틸, 프로필 및 펜틸을 나타내고;

알켄일 및 알켄일^*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼, 특히 CH₂=CHC₂H₄, CH₃CH=CHC₂H₄, CH₂=CH 및 CH₃CH=CH를 나타낸다.

화학식 XVII-b 및 XVII-c의 화합물로 주어진 것이 특히 바람직하다. 하기 화학식의 화합물로 주어진 것이 매우 특히 바람직하다:

- 매질은 하기 화학식 XVIIIa 및 XVIIIb의 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

- 매질은 하기 화학식 XIX 내지 XXIV의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 각각 서로 독립적으로 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고;

Y¹ 내지 Y⁴는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타낸다.

X⁰은 바람직하게는 F, Cl, CF₃, OCF₃ 또는 OCHF₂이다. R⁰은 바람직하게는 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 하기 화학식 XXIV-a의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 에틸, n-프로필, n-부틸 및 n-펜틸, 매우 특히 바람직하게는 n-프로필을 나타낸다. 화학식 XXIV, 특히 화학식 XXIV-a의 화합물은 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 이용된다.

- 매질은 하기 화학식 XXIV의 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R⁰, X⁰ 및 Y¹ 내지 Y⁶은 화학식 I에 제시된 의미를 갖고;

s는 0 또는 1을 나타내고;

는

를 나타낸다.

화학식 XXIV에서, X⁰은 또한 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 라디칼을 나타낼 수 있다. 알킬 또는 알콕시 라디칼은 바람직하게는 직쇄이다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다.

- 화학식 XXIV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 XXIVa 내지 XXIVh의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰, X⁰ 및 Y¹은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타내고, Y¹은 바람직하게는 F이다.

-

는 바람직하게는

를 나타낸다.

- R⁰은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일이다.

- 매질은 하기 화학식 XXV 및 XXVI의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F 또는 Cl을 나타낸다. 화학식 XXV에서, X⁰은 매우 특히 바람직하게는 Cl을 나타낸다.

- 매질은 하기 화학식 XXVII 내지 XXIX의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 XXIX의 하나 이상의 화합물을 포함하고, 이때 X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 XXVII 내지 XXIX의 화합물은 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 이용된다. 특히 바람직한 혼합물은 화학식 XXIX의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 하기 화학식 M-1 내지 M-3의 피리미딘 또는 피리딘 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 제시된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 M-1의 하나 이상의 화합물을 포함하고, 이때 X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 M-1 내지 M-3의 화합물은 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 이용된다.

추가 바람직한 실시양태는 하기에 제시된다:

- 매질은 화학식 IA, 특히 화학식 I-4의 화합물을 2개 이상 포함한다.

- 매질은 2 내지 40 중량%, 바람직하게는 4 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 15 중량%의 화학식 I의 화합물, 특히 화학식 I-4의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 화학식 I의 하나 이상의 화합물 이외에, 매질은 화학식 II, III, IX 내지 XIII, XVII 및 XVIII의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 추가로 포함한다.

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

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

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

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

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

- 매질은 하기 화학식 XVIh-1 내지 XVIh-3의 2개 이상의 화합물을 포함한다:

- 매질은 하기 화학식 XVIa-1 내지 XVIa-3의 2개 이상의 화합물을 포함한다:

- 매질은 화학식 I의 하나 이상의 화합물 및 화학식 IIIa의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

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

- 매질은 상기 화학식 IXb-1의 하나 이상의 화합물 및 하기 화학식 IXc-1의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

- 매질은 화학식 DPGU-n-F의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 화학식 CDUQU-n-F의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 화학식 CPU-n-OXF의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 화학식 PPGU-n-F의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 화학식 PGP-n-m의 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 2 또는 3개의 화합물을 포함한다.

- 매질은 하기 구조를 갖는 화학식 PGP-2-2V의 하나 이상의 화합물을 포함한다:

.

2 중량% 이상의 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 통상적인 액정 물질, 특히 화학식 II 내지 XXVIII의 하나 이상의 화합물과 혼합하여, 동시에 관찰되는 낮은 스메틱-네마틱 전이 온도를 갖는 넓은 네마틱 상을 갖고 저장 수명을 개선함으로써, 광 안정성에서 유의한 증가 및 높은 복굴절 값을 야기한다. 동시에, 상기 혼합물은 매우 낮은 문턱 전압, 자외선 노출에 대해 매우 우수한 VHR 값 및 매우 높은 등명점을 나타낸다.

본원에서 "알킬" 또는 "알킬^*"이라는 용어는, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지형 알킬 기, 특히 직쇄 기인 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실을 포괄한다. 일반적으로, 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 기가 바람직하다.

"알켄일" 또는 "알켄일^*"이라는 용어는, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지형 알켄일 기, 특히 직쇄 기를 포괄한다. 바람직한 알켄일 기는 C₂-C₇-1E-알켄일, C₄-C₆-3E-알켄일, 특히 C₂-C₆-1E-알켄일이다. 특히 바람직한 알켄일 기의 예는 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일 및 5-헥센일이다. 일반적으로, 5개 이하의 탄소 원자를 갖는 기, 특히 CH₂=CH, CH₃CH=CH, CH₃CH₂CH₂CH₂=CH 또는 CH₃CH₂CH₂=CH가 바람직하다.

"플루오로알킬"이라는 용어는, 바람직하게는 말단 불소를 갖는 직쇄 기, 즉, 플루오로메틸, 2-플루오로에틸, 3-플루오로프로필, 4-플루오로부틸, 5-플루오로펜틸, 6-플루오로헥실 및 7-플루오로헵틸을 포괄한다. 그러나, 불소의 다른 위치가 배제되지 않는다.

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

R^O 및 X^O의 의미를 적절히 선택함으로써, 어드레싱 시간, 문턱 전압, 투과 특징 선의 기울기 등이 목적 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 1E-알켄일 라디칼, 3E-알켄일 라디칼, 2E-알켄일옥시 라디칼 등은 일반적으로 알킬 및 알콕시 라디칼에 비해 보다 짧은 어드레싱 시간, 개선된 네마틱 경향, 및 탄성 상수 k₃₃(벤드) 대 k₁₁(스플레이)의 보다 높은 비를 야기한다. 4-알켄일 라디칼, 3-알켄일 라디칼 등은 일반적으로 알킬 및 알콕시 라디칼에 비해 보다 낮은 문턱 전압 및 보다 작은 k₃₃/k₁₁의 값을 제공한다. 본 발명에 따른 혼합물은 특히, 높은 Δn 값에 의해 구별되고, 따라서 종래 기술로부터의 혼합물보다 상당히 신속한 응답 시간을 갖는다.

상기 기재된 화학식의 화합물들의 최적 혼합 비는 목적 특성, 상기 기재된 화학식의 성분의 선택, 및 존재할 수 있는 임의의 다른 성분의 선택에 따라 실질적으로 좌우된다.

상기 주어진 범위 내에서, 적합한 혼합 비는 경우에 따라 용이하게 결정될 수 있다.

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

특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, X⁰이 F, OCF₃, OCHF₂, OCH=CF₂, OCF=CF₂ 또는 OCF₂-CF₂H를 나타내는 화학식 II 내지 VIII(바람직하게는 II, III, IV 및 V, 특히 IIa 및 IIIa)의 화합물을 포함한다. 화학식 I의 하나 이상의 화합물과의 유리한 상승 작용은 특히 유리한 특성을 초래한다. 특히, 화학식 I, IIa 및 IIIa의 하나 이상의 화합물을 포함하는 혼합물은 이들의 낮은 문턱 전압에 의해 구별된다.

본 발명에 따른 매질에서 사용될 수 있는 상기 기재된 화학식 및 이의 하위화학식의 개별적인 화합물은 공지되어 있거나 공지된 화합물과 유사하게 제조될 수 있다.

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

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

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

본 발명에 따른 액정 혼합물은, 네마틱 상을 -20℃, 바람직하게는 -30℃, 특히 바람직하게는 -40℃로 낮게 유지하고, 등명점을 75℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상으로 유지하면서, 동시에 110 mPaㆍs 이하, 특히 바람직하게는 100 mPaㆍs의 회전 점도(γ₁)를 달성하고, 신속한 응답 시간을 갖는 우수한 MLC 디스플레이가 달성되도록 한다. 회전 점도는 20℃에서 측정된다.

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

본 발명에 따른 액정 혼합물의 네마틱 상 범위는 바람직하게는 90°이상, 특히 100°이상의 폭을 갖는다. 이 범위는 바람직하게는 적어도 -25℃로부터 +70℃로 확장된다.

본 발명에 따른 혼합물의 성분들의 적절한 선택을 통해, 다른 유리한 특성을 유지하면서, 보다 높은 문턱 전압에서 보다 높은 등명점(예컨대, 100℃ 초과) 또는 보다 낮은 문턱 전압에서 보다 낮은 등명점이 달성될 수 있음은 말할 필요도 없다. 상응하게 약간만 증가된 점도에서, 마찬가지로 보다 높은 Δε 및 이에 따른 낮은 문턱값을 갖는 혼합물을 수득할 수 있다. 본 발명에 따른 MLC 디스플레이는 바람직하게는 먼저 구치 앤 테리(Gooch and Tarry) 투과도 최소치(문헌[C.H. Gooch and H.A. Tarry, Electron. Lett.10, 2-4, 1974; C.H. Gooch and H.A. Tarry, Appl. Phys., Vol.8, 1575-1584, 1975] 참조)에서 작동하고, 이때, 특히 유리한 전기-광학 특성, 예컨대 특징 선의 높은 기울기 및 콘트라스트의 낮은 각 의존도(DE 30 22 818) 이외에, 낮은 유전 이방성은 제 2 최소치에서 유사한 디스플레이와 동일한 문턱 전압에서 충분하다. 이는 시아노 화합물을 포함하는 혼합물의 경우보다 제 1 최소치에서 본 발명에 따른 혼합물을 사용하여 상당히 높은 비저항 값을 달성하게 한다. 당업자는 단순 반복적인 방법을 이용하여 개별적인 성분 및 이의 중량 기준 비율을 적절히 선택하여 MLC 디스플레이의 미리 지정된 층 두께에 필수적인 복굴절을 설정할 수 있다.

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

의 시아노페닐사이클로헥산 또는 화학식

의 에스터를 포함하는 유사한 혼합물보다 자외선 노출시 HR에서 유의하게 적은 감소를 나타냄을 제시하였다.

본 발명에 따른 혼합물의 광 안정성 및 자외선 안정성은 상당히 더 나은바, 이들은 광 또는 자외선에 노출시 HR에서 유의하게 적은 감소를 나타낸다.

편광판, 전극 기재 플레이트 및 표면-처리된 전극으로 구성된 본 발명에 따른 MLC 디스플레이의 구조는 이러한 유형의 디스플레이에 통상적인 설계에 상응한다. "통상적인 설계"라는 용어는, 본원에서 광범위하게 사용되고, 이는 또한 MLC 디스플레이, 특히 폴리-Si TFT 또는 MIM에 기반한 매트릭스 디스플레이 소자를 비롯하여 모든 유도체 및 변형물을 포괄한다.

그러나, 본 발명에 따른 디스플레이와 비틀린 네마틱 셀에 기반한 지금까지의 통상적인 디스플레이 사이의 본질적인 차이점은 액정 층의 액정 파라미터의 선택으로 이루어진다.

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

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

중합가능한 화합물, 예를 들어 US 6,861,107에 개시된 바와 같은 소위 반응성 메소젠(RM)은 또한 혼합물을 기준으로 바람직하게는 0.12 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 농도로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있다. 이러한 혼합물은 또한 임의적으로 예를 들어, US 6,781,665에 기재된 바와 같은 개시제를 포함할 수 있다. 개시제, 예를 들어, 시바(Ciba)로부터의 이르가녹스(Irganox) 1076은 바람직하게는 0 내지 1%의 양으로 중합가능한 화합물을 포함하는 혼합물에 첨가된다. 이러한 유형의 혼합물은 소위 중함체-안정화된 VA 모드(PS-VA) 또는 PSA(중합체 지속된 VA)에 사용될 수 있고, 이때 반응성 메소젠의 중합은 액정 혼합물에서 발생하도록 의도된다. 이에 대한 전제 조건은 액정 혼합물이, 그 자체가 아니라 임의의 중합가능한 성분을 포함하는 것이다.

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

상기 식에서,

개별적인 라디칼은 하기 의미를 갖는다:

R^a 및 R^b는 각각 서로 독립적으로 P, P-Sp-, H, 할로겐, SF₅, NO₂, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고, 이때, 하나 이상의 라디칼 R^a 및 R^b는 바람직하게는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 이를 함유하고;

P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 중합가능한 기를 나타내고;

Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 이격기 또는 단일 결합을 나타내고;

A¹ 및 A²는 각각 서로 독립적으로 바람직하게는 4 내지 25개의 고리 원자를 갖는 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환형 기를 나타내고, 이는 또한 융합된 고리를 함유할 수 있고, 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고;

L은 P-Sp-, H, OH, CH₂OH, 할로겐, SF₅, NO₂, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고;

Z¹은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -(CH₂)_n1-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -(CF₂)_n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-CH=CH-, CR⁰R⁰⁰ 또는 단일 결합을 나타내고;

R⁰ 및 R⁰⁰은 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고;

m은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고;

n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.

특히 바람직한 화학식 M의 화합물은 하기 의미를 갖는 화합물이다:

R^a 및 R^b는 각각 서로 독립적으로 P, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF₅ 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I, CN, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 라디칼 R^a 및 R^b는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 이를 함유하고;

A¹ 및 A²는 각각 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 페난트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 플루오렌-2,7-다이일, 2-옥소-2H-크로멘-3,6-다이일, 2-옥소-2H-크로멘-3,7-다이일, 4-옥소-4H-크로멘-2,6-다이일, 4-옥소-4H-크로멘-3,6-다이일, 4-옥소-4H-크로멘-3,7-다이일(통칭 쿠마린 또는 플라본)(이때 또한, 이러한 기 중 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있다), 사이클로헥산-1,4-다이일(이때 또한, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 O 및/또는 S로 대체될 수 있다), 1,4-사이클로헥센일렌, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 인단-2,5-다이일 또는 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일을 나타내고, 이때 모든 이러한 기는 비치환되거나 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고;

L은 P, P-Sp-, OH, CH₂OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -N(R^x)₂, 임의적으로 치환된 실릴, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고;

P는 중합가능한 기를 나타내고;

Y¹은 할로겐을 나타내고;

R^x는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있다), 6 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 2 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.

추가 바람직한 화학식 M의 화합물은 하나 이상의 하기 하위 기로부터 선택된 것이다:

- m은 2 또는 3이고;

- m은 2이고;

- R^a 및 R^b는 동일하거나 상이한 기 P-Sp-를 나타내고;

- R^a 및 R^b는 동일하거나 상이한 기 P-Sp-를 나타내고, 이때, 하나 이상의 기 Sp는 단일 결합을 나타내고;

- m은 2 또는 3이고, R^a 및 R^b는 동일한 기 P-Sp-를 나타내고;

- 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나는 P-Sp-를 나타내고, 다른 하나는 비중합가능한 기, 바람직하게는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있고;

- 하나 이상의 기 Sp는 단일 결합을 나타내고;

- 하나 이상의 기 Sp는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-OCO- 또는 -(CH₂)_p1-OCOO-를 나타내고, 이때, p1은 1 내지 12의 정수를 나타내고, r1은 1 내지 8의 정수를 나타내고;

- L은 중합가능한 기를 나타내지 않고/않거나 함유하지 않고;

- A¹ 및 A²는 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌 또는 나프탈렌-2,6-다이일을 나타내고, 이때 또한, 이러한 기 중 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 또한 일불소화 또는 다중불소화될 수 있고;

- Z¹은 -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;

- L은 비중합가능한 기, 바람직하게는 F, Cl, -CN, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지쇄 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있다.

PS-VA, PS-IPS 및 PS-FFS 적용을 위해 본 발명에 따른 혼합물의 제조에 적합하고 바람직한 공단량체는 예를 들어, 하기 화학식 M1 내지 M40으로부터 선택된다:

상기 식에서,

개별적인 라디칼은 하기 의미를 갖는다:

P¹, P² 및 P³은 각각 서로 독립적으로 중합가능한 기, 바람직하게는 P에 대하여 상기 및 하기 제시된 의미 중 하나를 갖는 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭시 기를 나타내고;

Sp¹, Sp² 및 Sp³은 각각 서로 독립적으로 단일 결합 또는 이격기, 바람직하게는 Sp^a에 대하여 상기 및 하기 제시된 의미 중 하나를 갖는 기, 특히 바람직하게는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-CO-O- 또는 -(CH₂)_p1-O-CO-O-를 나타내고, 이때, p1은 1 내지 12의 정수이고, 이때, 마지막 언급된 기의 인접한 고리로의 연결은 O 원자를 통해 발생하고, 이때 또한, 하나 이상의 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³-은 R^aa를 나타내되, 존재하는 하나 이상의 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³-은 R^aa를 나타내지 않고;

R^aa는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-, 특히 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 임의적으로 일불소화된 또는 다중불소화된 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알킬카본일옥시로 대체될 수 있고(이때, 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 갖는다);

R⁰ 및 R⁰⁰은 각각 서로 독립적이고, 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 Z³은 각각 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -(CH₂)_n-을 나타내고, 이때, n은 2, 3 또는 4이고;

L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF₅ 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 임의적으로 일불소화된 또는 다중불소화된 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 바람직하게는 F를 나타내고;

L' 및 L"은 각각 서로 독립적으로 H, F 또는 Cl을 나타내고;

r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고;

s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고;

t는 0, 1 또는 2를 나타내고;

x는 0 또는 1을 나타낸다.

화학식 M1 내지 M34의 화합물에서,

는 바람직하게는

를 나타내고, 이때 L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 상기 의미 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-, 특히 바람직하게는 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃, OCF₃ 또는 P-Sp-, 매우 특히 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃, COCH₃ 또는 OCF₃, 특히 F 또는 CH₃을 나타낸다.

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

화학식 M의 중합가능한 화합물로 주어진 것이 특히 바람직하다.

따라서, 본 발명은 또한 전기-광학 장치에서 본 발명에 따른 혼합물의 용도, TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS 및 PS-VA-IPS 디스플레이에서 셔터 안경, 특히 3D 적용을 위한 본 발명에 따른 혼합물의 용도에 관한 것이다.

본원 및 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 두문자에 의해 제시되고, 화학식으로의 변환은 하기 표 A에 따라 수행된다. 모든 라디칼 C_nH_2n ₊₁ 및 C_mH_2m ₊₁은 각각 n 및 m개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고; n, m 및 k는 정수이고, 바람직하게는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12를 나타낸다. 하기 표 B의 코드는 자명하다. 하기 표 A에는, 단지 모구조의 두문자만이 제시되어 있다. 개별적인 경우, 모구조의 두문자는 대쉬(dash)로 분리되고, 치환기 R¹ ^*, R² ^*, L^1*및 L² ^*의 코드가 뒤따른다.

바람직한 혼합물 성분을 하기 표 A 및 B에 제시하였다.

[표 A]

[표 B]

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

화학식 I의 화합물 이외에, 상기 표 B로부터의 1, 2, 3, 4개 또는 이상의 화합물을 포함하는 액정 혼합물로 주어진 것이 특히 바람직하다.

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

[표 C]

[표 D]

예를 들어, 본 발명에 따른 혼합물에 0 내지 10 중량%의 양으로 첨가될 수 있는 안정화제가 하기에 기재된다(n = 1 내지 12).

본 발명에 따른 혼합물, 바람직하게는 PSA 및 PS-VA 적용 또는 PS-IPS/FFS 적용에 사용하기 적합한 중합가능한 화합물(반응성 메소젠)은 하기 표 E에 기재된다.

[표 E]

표 E는, 바람직하게는 예를 들어, PSV, PS-VA, PS-IPS 또는 PS-FFS 혼합물의 제조를 위한 중합가능한 화합물(반응성 메소젠 화합물)로서 본 발명에 따른 혼합물에 사용될 수 있는 예시적 화합물을 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물이 하나 이상의 메소젠 화합물을 포함하는 경우, 바람직한 실시양태에서 메소젠 화합물은 표 E로부터 선택된 화합물이다.

하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 본 발명을 설명하기 위해 의도된다.

실시예

상기 및 하기에서, % 데이터는 중량%를 나타낸다. 모든 온도는 섭씨로 제시된다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 등명점을 나타낸다. 또한, C는 결정질 상태, N은 네마틱 상, S는 스멕틱 상, I는 등방성 상을 나타내다. 이러한 기호 사이의 데이터는 전이 온도를 나타낸다. 또한,

- Δn은 589 nm 및 20℃에서 광학 이방성을 나타내고;

- γ₁은 20℃에서의 회전 점도(mPaㆍs)를 나타내고;

- Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타내고(Δε = ε_∥ - ε_⊥이고, 이때 ε_∥는 분자의 세로 축에 평행한 유전 상수를 나타내고, ε_⊥는 이에 수직인 유전 상수를 나타낸다);

- V₁₀은 20℃에서 1차 최소값(즉, 0.5 μm의 dΔn 값)으로 TN 셀(90도 비틀림)에서 측정된, 10% 투과(플레이트 표면에 수직인 시야각)에 대한 전압(V)(문턱 전압)을 나타내고;

- V₀은 20℃에서 역평행 러빙 셀에서 용량적으로 측정된 프리데릭(Freederick) 문턱 전압을 나타낸다.

모든 물성은 달리 언급하지 않는 한, 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of liquid Crystals", status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 결정되고, 20℃의 온도에 대하여 적용된다.

실시예 1

단계 1

57% 요오드화수소산(150 ml)을 0℃에서 2-클로로-5-프로필피리미딘(160 mmol)에 첨가하고, 혼합물을 0℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 이어서, 혼합물을 0℃에서 소다 용액을 사용하여 중성화하고, 탈색을 위해 나트륨 설파이트 용액을 첨가하였다. 배치를 메틸 3급-부틸 에터로 추출하고, 유기 상을 물로 세척하고, 나트륨 설페이트를 사용하여 건조하고 증발시켰다. 잔사를 다이클로로메탄으로 실리카 겔 위에서 크로마토그래피하였다.

단계 2

5-브로모-2-클로로-3-플루오로피리딘(190 mmol) 및 비스피나콜라토다이보론(190 mmol)을 다이옥산(500 ml)에 용해하고, 칼륨 아세테이트(580 mmol) 및 Pd(DPPF)Cl₂(6 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 100℃에서 17 시간 동안 교반하면서 가열하였다. 물 및 메틸 3급-부틸 에터를 반응 용액에 첨가하고, 유기 상을 포화 NaCl 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트를 사용하여 건조하고 증발시켰다. 잔사를 다이클로로메탄/MTB 에터(95/5)로 실리카 겔 위에서 크로마토그래피로 정제하여 2-클로로-3-플루오로-5-(4,4,5,5-테트라에틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)피리딘을 수득하였다.

단계 3

2-요오도-5-프로필피리미딘(65 mmol) 및 2-클로로-3-플루오로-5-(4,4,5,5-테트라에틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)피리딘(65 mmol)을 다이옥산(155 m)에 용해하고, 삼칼륨 포스페이트(130 mmol) 및 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐 촉매(2 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 100℃에서 17 시간 동안 교반하면서 가열하였다. 물 및 메틸 3급-부틸 에터를 반응 용액에 첨가하고, 유기 상을 물로 세척하고, 나트륨 설페이트를 사용하여 건조하고 증발시켰다. 잔사를 다이클로로메탄/MTB 에터(90/10)로 실리카 겔 위에서 크로마토그래피로 정제하여 2-(6-클로로-5-플루오로피리딘-3-일)-5-프로필피리미딘을 수득하였다.

단계 4

2-(6-클로로-5-플루오로피리딘-3-일)-5-프로필피리미딘(10.2 mmol) 및 4,4,5,5-테트라메틸-2-(4-트라이플루오로메톡시페닐)-1,3,2-다이옥사보롤란(10.2 mmol)을 다이옥산(30 ml)에 용해하고, 세슘 플루오라이드(20.4 mmol) 및 비스(트라이사이클로헥실포스핀)팔라듐 다이클로라이드 촉매(0.5 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 100℃에서 18 시간 동안 교반하면서 가열하였다. 물 및 MTB 에터를 배치에 첨가하고, 유기 상을 물로 세척하고, 나트륨 설페이트를 사용하여 건조하고 증발시켰다. 잔사를 헵탄/MTB 에터(2/1)로 실리카 겔 위에서 크로마토그래피로 정제하고 이소프로판올로부터 재결정화하여 2-[5-플루오로-6-(4-트라이플루오로메톡시페닐)피리딘-3-일]-5-프로필피리미딘을 수득하였다.

C 108 S_A 173 I; Δn = 0.238; Δε = 30.5; γ₁ = 83

하기 화학식의 화합물을 유사하게 제조하였다:

혼합물 실시예

실시예 M1

실시예 M2

실시예 M3

Claims

하기 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼이고, 이들 라디칼 내 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;
X¹은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고;
X는 C-H 또는 N이고;
Y¹ 및 Y²는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이다.
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 I-1 내지 I-15의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고;
알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이고;
알콕시는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼이다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하기 화학식 I-4의 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R⁰은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼이고, 이들 라디칼 내 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;
X⁰은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고;
Y¹ 내지 Y⁶은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;

및
는 각각 서로 독립적으로

이다.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 IV 내지 VIII의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R⁰, X⁰ 및 Y¹ 내지 Y⁴는 제 4 항에 제시된 의미를 갖고;
Z⁰은 -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C₂F₄-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -CF₂O- 또는 -OCF₂-이고, 화학식 V 및 VI에서는 또한 단일 결합일 수 있고;
r은 0 또는 1이고;
s는 0 또는 1이다.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 IX 내지 XII의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
X⁰은 제 4 항에 제시된 의미를 갖고;
L은 H 또는 F이고;
알킬은 C₁ _-6-알킬이고;
R'은 C₁ _-6-알킬, C₁ _-6-알콕시 또는 C₂ _-6-알켄일이고;
알켄일 및 알켄일^*는 각각 서로 독립적으로 C₂ _-6-알켄일이다.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XIII의 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일이다.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XVII의 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 각각 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일이고;
L은 H 또는 F이다.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XXVII, XXVIII 및 XXIX의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R⁰ 및 X⁰은 제 4 항에 제시된 의미를 갖는다.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XIX, XX, XXI, XXII, XXIII 및 XXIV의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R⁰ 및 X⁰은 제 4 항에 제시된 의미를 갖고,
Y¹ 내지 Y⁴는, 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이다.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
20 중량% 이상의 하기 화학식 IXb의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
알킬은 제 6 항에 제시된 의미를 갖는다.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
자외선 안정화제, 도판트 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 중합가능한 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
제 1 항에 정의된 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물과, 또는 추가 액정 화합물과, 또한 임의적으로 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 중합가능한 혼합물과 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법.
전기-광학 목적을 위한, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 용도.
제 15 항에 있어서,
TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS 및 PS-VA-IPS 디스플레이에서 3D 적용을 위한 셔터 안경(shutter glasses)에서 액정 매질의 용도.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 함유하는 전기-광학 액정 디스플레이.
하기 화학식 I의 화합물:

상기 식에서,
R¹은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼이고, 이들 라디칼 내 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;
X¹은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고;
X는 C-H 또는 N이고;
Y¹ 및 Y²는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이다.