KR20160015166A - 중합성 화합물 및 그의 액정 디스플레이에서의 용도 - Google Patents
중합성 화합물 및 그의 액정 디스플레이에서의 용도 Download PDFInfo
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13775—Polymer-stabilized liquid crystal layers
Abstract
본 발명은 중합성 화합물, 그의 제조를 위한 방법 및 중간체, 그를 포함하는 액정 (LC) 매질 및, 광학, 전자-광학 및 전자의 목적을 위한, 특히 LC 디스플레이, 특히 중합체 지속 정렬 유형의 LC 디스플레이에서 중합성 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 중합성 화합물, 그의 제조를 위한 방법 및 중간체, 그를 포함하는 액정 (LC) 매질 및, 광학, 전자-광학 및 전자의 목적을 위한, 특히 LC 디스플레이, 특히 중합체 지속 정렬 유형의 LC 디스플레이에서 중합성 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.
현재 사용되는 액정 디스플레이 (LC 디스플레이)는 일반적으로 TN ("꼬인 네마틱") 유형의 것이다. 그러나, 이들은 콘트라스트의 강한 조망각 의존성의 단점을 갖는다.
또한, 더 넓은 조망각을 갖는 이른바 VA ("수직 정렬된") 디스플레이는 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀은 2개의 투과 전극 사이에 LC 매질의 층을 함유하며, 여기서 LC 매질은 일반적으로 네가티브 유전 이방성을 갖는다. 스위치-오프 상태에서, LC 층의 분자는 전극면에 대하여 수직으로 정렬되거나 (호메오트로픽) 또는 경사형 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 2개의 전극의 전압의 인가시, 전극면에 평행한 LC 분자의 재정렬이 발생한다.
또한, 복굴절 효과에 기초하며, 이른바 "벤드" 정렬 및 일반적으로 포지티브 유전 이방성을 갖는 LC 층을 갖는 OCB ("광학 보정된 벤드") 디스플레이가 공지되어 있다. 전압의 인가시, 전극면에 대하여 수직인 LC 분자의 재정렬이 발생한다. 또한, OCB 디스플레이는 통상적으로 어두운 상태에서 벤드 셀의 광에 원치 않는 투과성을 방지하기 위하여 1개 이상의 복굴절 광학 지연 필름을 함유한다. OCB 디스플레이는 TN 디스플레이에 비하여 더 넓은 조망각 및 더 짧은 반응 시간을 갖는다.
또한, 2개의 기판 사이에 LC 층을 함유하는 이른바 IPS ("면내 스위칭") 디스플레이가 공지되어 있으며, 여기서 2개의 전극은 2개의 기판 중 하나 위에만 배열되며, 바람직하게는 인터메쉬된 빗살형 구조를 갖는다. 전극에 전압의 인가시, LC 층에 평행한 상당한 성분을 갖는 전기장이 이들 사이에 생성된다. 이는 층면에서 LC 분자의 재정렬을 야기한다.
또한, 동일한 기판 위에 2개의 전극을 함유하며, 하나는 빗살형 방식으로 구조화되며, 다른 하나는 구조화되지 않는 이른바 FFS ("프린지-필드 스위칭") 디스플레이는 보고되어 있다 (특히, 문헌 [S.H. Jung et al., Jpn . J. Appl . Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028] 참조). 강한, 이른바 "프린지 필드", 즉 전극의 엣지에 근접한 강한 전기장 및 셀을 통하여 강한 수직 성분 및 또한 강한 수평 성분 둘다를 갖는 전기장이 생성된다. FFS 디스플레이는 콘트라스트의 낮은 조망각 의존성을 갖는다. FFS 디스플레이는 일반적으로 포지티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질 및, LC 매질의 분자에 대한 평면 정렬을 제공하는 일반적으로 폴리이미드의 정렬층을 함유한다.
FFS 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 작동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개개의 화소는 일반적으로 퉁합된 비-선형 능동 소자, 예를 들면 트랜지스터 (예를 들면 박막 트랜지스터 ("TFT"))에 의해 어드레싱되며, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개개의 화소는 일반적으로 종래 기술에 공지된 바와 같이 다중 방법에 의해 어드레싱된다.
또한, FFS 디스플레이로서 유사한 전극 설계 및 층 두께를 갖지만, 포지티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질 대신에 네가티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질의 층을 포함하는 FFS 디스플레이가 개시되어 있다 (문헌 [S.H. Lee et al., Appl . Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883 및 S.H. Lee et al., Liquid Crystals 39(9), 2012, 1141-1148] 참조). 네가티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질은 이들 디스플레이가 더 높은 투과성을 갖는 결과로서 포지티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질에 비하여 덜 틸트되고 그리고 더 많이 꼬인 정렬을 갖는 더욱 바람직한 디렉터 배향을 나타낸다. 디스플레이는 정렬층, 바람직하게는 LC 매질과 접촉하며 그리고 LC 매질의 LC 분자의 평면 정렬을 유도하는 기판 중 하나 이상에 제공된 폴리이미드의 정렬층을 더 포함한다. 이러한 디스플레이는 또한 "고 휘도 FFS (UB-FFS)" 모드 디스플레이로 공지되어 있다. 이러한 디스플레이는 고 신뢰성을 갖는 LC 매질을 필요로 한다.
하기에 사용된 바와 같은 용어 "신뢰성"은 시간 경과 중에 광 로딩, 온도, 습도, 전압 등의 각종 스트레스 로딩으로 디스플레이 성능의 품질을 의미하며, LC 디스플레이 분야에서의 통상의 기술자에게 공지된 잔상 (면적 및 선 잔상), 얼룩, 오점 등의 디스플레이 효과를 포함한다. 신뢰성을 분류하기 위한 표준 파라미터로서 일반적으로 전압 유지율 (VHR) 값을 사용하며, 이는 테스트 디스플레이에서 일정한 전압을 유지하기 위한 측정치이다. VHR 값이 클수록, LC 매질의 신뢰성이 우수하다.
최신형의 VA 디스플레이에서, LC 분자의 균일한 정렬은 LC 셀내에서 복수의 비교적 작은 도메인으로 한정된다. 경사결함은 또한 경사 도메인으로서 공지된 이들 도메인 사이에 존재할 수 있다. 경사 도메인을 갖는 VA 디스플레이는 통상의 VA 디스플레이에 비하여 콘트라스트 및 그레이 색조의 더 큰 조망각 독립성을 갖는다. 또한, 이러한 유형의 디스플레이는 예를 들면 러빙(rubbing)에 의해 스위칭-온 상태에서 분자의 균일한 정렬을 위한 전극 표면의 추가의 처리가 더 이상 필요하지 않기 때문에 제조하기가 더 단순하다. 그 대신에, 경사각 또는 선경사각의 우선적인 방향은 전극의 특수한 설계에 의해 제어된다.
이른바 MVA ("멀티-도메인 수직 정렬") 디스플레이에서, 이는 일반적으로 국소 선경사를 야기하는 돌기를 갖는 전극에 의해 달성된다. 그 결과, LC 분자는 전압의 인가시 셀의 상이한 정의된 영역에서 상이한 방향으로 전극면에 대하여 평행하게 정렬된다. 그리하여 "제어된" 스위칭이 달성되며, 간섭하는 경사결함 라인의 형성을 방지한다. 이러한 배열이 디스플레이의 조망각을 개선하기는 하나, 광에 대한 그의 투과성 감소를 초래한다. MVA의 추가의 개발은 하나의 전극면에서만 돌기를 사용하면서, 반대 전극은 슬릿을 지녀서 광에 대한 투과성을 개선시킨다. 슬릿이 있는 전극은 전압 인가시 LC 셀에서의 불균질한 전기장을 생성하며, 이는 제어된 스위칭이 달성된다는 것을 의미한다. 광에 대한 투과성의 추가의 개선을 위하여, 슬릿 및 돌기 사이의 분리가 증가될 수 있으나, 이는 다시 반응 시간의 연장을 초래한다. 이른바 PVA ("패턴 VA") 디스플레이에서, 돌기는 전극 둘다가 대향면에서의 슬릿에 의해 구조화되어 완전히 불필요하게 되며, 이는 증가된 콘트라스트 및 개선된 광에 대한 투과성을 초래하지만, 기술적으로 어려우며, 디스플레이가 기계적 영향 ("탭핑" 등)에 더 민감하게 된다. 그러나, 다수의 적용예, 예컨대 모니터 및 특히 TV 스크린의 경우, 디스플레이의 반응 시간의 단축 및 콘트라스트 및 휘도 (투과율)의 개선이 요구된다.
추가의 개발은 이른바 용어 "중합체 안정화"가 또한 종종 사용되는 PS ("중합체 지속") 또는 PSA ("중합체 지속 정렬") 유형의 디스플레이이다. 이들 중에서, 소량 (예를 들면 0.3 중량%, 통상적으로 <1 중량%)의 하나 이상의 중합성, 화합물(들), 바람직하게는 중합성 단량체 화합물(들)을 LC 매질에 첨가하고, LC 매질을 디스플레이에 충전시킨 후, 임의로 전압을 디스플레이의 전극에 인가하면서 일반적으로 UV 광중합에 의해 계내에서 중합 또는 가교된다. 중합은 LC 매질이 액정 상을 나타내는 온도, 일반적으로 실온에서 실시된다. 반응성 메소겐 또는 "RM"으로도 공지된 중합성 메소겐 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적절한 것으로 입증되었다.
다른 의미로 나타내지 않는다면, 용어 "PSA"는 하기에서 일반적으로 중합체 지속 정렬 유형의 디스플레이를 지칭할 때 사용되며, 용어 "PS"는 PS-VA, PS-TN 등과 같은 특정한 디스플레이 모드를 지칭할 때 사용된다.
또한, 다른 의미로 나타내지 않는다면, 용어 "RM"은 하기에서 중합성 메소겐 또는 액정 화합물을 지칭할 때 사용된다.
한편, PS(A) 원리는 다양한 LC 디스플레이 모드로 사용된다. 그래서, 예를 들면 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS 및 PS-TN 디스플레이가 공지되어 있다. RM의 중합은 바람직하게는 PS-IPS 디스플레이의 경우에서 인가된 전압을 사용하거나 또는 사용하지 않고, 바람직하게는 사용하지 않고 PS-VA 및 PS-OCB 디스플레이의 경우에서 인가된 전압을 사용하여 실시된다. 테스트 셀에서 입증될 수 있는 바와 같이, PS(A) 방법은 셀에서 선경사를 초래한다. PS-OCB 디스플레이의 경우에서, 예를 들면 벤드 구조는 오프셋 전압이 불필요하거나 또는 감소될 수 있도록 안정화될 수 있다. PS-VA 디스플레이의 경우에서, 선경사는 반응 시간에 대하여 포지티브 효과를 갖는다. PS-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 화소 및 전극 레이아웃을 사용할 수 있다. 그러나, 또한 예를 들면 오직 하나의 구조화 전극면을 갖고, 돌기 없이 처리될 수 있으며, 이는 제조를 상당하게 단순화시키며, 동시에 매우 우수한 콘트라스트와 동시에 광에 대한 매우 우수한 투과성을 생성한다.
또한, 이른바 포지-VA 디스플레이 ("포지티브 VA")는 특히 적절한 모드인 것으로 입증되었다. 통상의 VA 디스플레이와 같이, 포지-VA 디스플레이에서 LC 분자의 초기 배향은 호메오트로픽이며, 즉 전압을 인가하지 않을 때 초기 상태에서 기판에 대하여 실질적으로 수직이다. 그러나, 통상의 VA 디스플레이와 반대로, 포지-VA 디스플레이에서 포지티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질을 사용한다. 일반적으로 사용되는 IPS 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이에서의 2개의 전극은 2개의 기판 중 오직 하나의 위에 배열되며, 바람직하게는 인터메쉬된 빗살형 구조 (인터디지탈) 구조를 나타낸다. LC 매질의 층에 실질적으로 평행한 전기장을 생성하는 인터디지탈 전극에 전압을 인가함으로써 LC 분자는 기판에 실질적으로 평행한 배향으로 전달된다. 포지-VA 디스플레이에서 중합체 안정화는 디스플레이에서 중합되는 LC 매질에 RM을 첨가하여 스위칭 시간의 상당한 단축을 달성할 수 있어서 이로운 것으로 입증되었다.
PS-VA 디스플레이는 예를 들면 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 기재되어 있다. PS-OCB 디스플레이는 예를 들면 문헌 [T.-J- Chen et al., Jpn . J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704 및 S. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn . J. Appl . Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기재되어 있다. PS-IPS 디스플레이는 예를 들면 US 6,177,972 및 문헌 [Appl . Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기재되어 있다. PS-TN 디스플레이는 예를 들면 문헌 [Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기재되어 있다.
상기 기재된 통상의 LC 디스플레이와 같이, PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 작동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개개의 화소는 일반적으로 통합된 비선형 능동 소자, 예를 들면 트랜지스터 (예를 들면 박막 트랜지스터 ("TFT"))에 의해 어드레싱되지만, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개개의 화소는 일반적으로 종래 기술에 공지되어 있는 바와 같이 다중 방법에 의해 어드레스된다.
PSA 디스플레이는 또한 디스플레이 셀을 형성하는 기판 중 하나 또는 둘다의 위에 정렬층을 포함할 수 있다. 정렬층은 일반적으로 LC 매질과 접촉되며 그리고 LC 분자의 초기 정렬을 유발하도록 (전극이 존재하는) 전극 위에 적용된다. 정렬층은 예를 들면 러빙될 수 있거나 또는 광정렬 방법에 의해 생성될 수 있는 폴리이미드를 포함하거나 또는 이로써 이루어질 수 있다.
특히 모니터 및 특히 TV 적용예의 경우, LC 디스플레이의 반응 시간뿐 아니라, 콘트라스트 및 휘도 (그리하여 또한 투과율)의 최적화가 계속 요구된다. PSA 방법은 본원에서 상당한 잇점을 제공할 수 있다. 특히, PS-VA, PS-IPS, PS-FFS 및PS-포지-VA 디스플레이의 경우에서, 테스트 셀에서 측정 가능한 선경사와 상관관계를 갖는 반응 시간의 단축은 기타 파라미터에 대한 상당한 불리한 영향 없이 달성될 수 있다.
종래 기술에서는 PSA 디스플레이에 사용하기 위한 RM으로서 임의로 불소화된 비페닐 디아크릴레이트 또는 디메타크릴레이트를 제안하였다.
그러나, LC 혼합물 및 하나 이상의 RM으로 이루어진 모든 조합이 PSA 디스플레이에 사용하는 것이 적절한 것은 아니며, 이는 예를 들면 부적절한 경사가 형성되거나 또는 전혀 형성되지 않기 때문이거나 또는 예를 들면 이른바 "전압 유지율" (VHR 또는 HR)이 TFT 디스플레이 적용예에 대하여 부적절하므로 문제가 발생하게 된다. 또한, PSA 디스플레이에 사용시 종래 기술에 공지된 LC 혼합물 및 RM은 여전히 일부 단점을 갖는 것으로 밝혀졌다. 그래서, LC 혼합물 중에서 가용성인 모든 공지된 RM이 PSA 디스플레이에 사용하기에 적절한 것은 아니다. 또한, 종종 PSA 디스플레이에서 선경사의 직접 측정 이외에 RM에 대한 적절한 선택 기준을 찾는 것은 어렵다. 광개시제를 첨가하지 않고 UV 광에 의한 중합을 원할 경우 적절한 RM의 선택이 더 작아지게 되며, 이는 특정한 적용예에 대하여 이로울 수 있다.
또한, LC 호스트 혼합물/RM의 선택된 조합은 가능한 최저 회전 점도 및 가능한 최선의 전기 성질을 지녀야만 한다. 특히, 가능한 최고 VHR을 가져야만 한다. PSA 디스플레이에서, UV 노광이 디스플레이 제조 프로세스의 필수 부분이기는 하나 또한 완성된 디스플레이의 작동 중에 정상적인 노출시 발생되므로 UV 광의 조사후 고 VHR이 특히 필요하다.
특히, 매우 작은 선경사각을 생성하는 PSA 디스플레이에 대한 이용 가능한 신규한 물질을 갖는 것이 바람직하다. 본원에서 바람직한 물질은 오늘날까지 공지된 물질보다 동일한 노광 시간에 대하여 중합 중에 더 낮은 선경사각을 생성하는 것 및/또는 공지의 물질을 사용하여 달성될 수 있는 (더 높은) 선경사각이 더 짧은 노광 시간 후 이미 달성될 수 있는 것이다. 그리하여 디스플레이의 제조 시간 ("택트(tact) 시간")은 단축될 수 있으며, 제조 프로세스의 비용이 절감될 수 있다.
PSA 디스플레이의 제조에서의 추가의 문제는 특히 디스플레이에서 선경사각의 생성을 위한 중합 단계 후 잔류량의 미중합된 RM의 존재 또는 제거이다. 예를 들면 이러한 유형의 미반응 RM은 예를 들면 디스플레이의 완성후 작동 중에 제어되지 않은 방식으로 중합시켜 디스플레이의 성질에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
그래서, 종래 기술에 공지된 PSA 디스플레이는 종종 이른바 "잔상" 또는 "화상 번(image burn)", 즉 개개의 화소의 일시적 어드레싱에 의한 LC 디스플레이에 생성된 화상이 이들 화소의 전기장이 스위치 오프된 후 또는 기타 화소를 어드레싱한 후조차 여전히 보이는 원치 않는 효과를 나타낸다.
이러한 "잔상"은 한편으로는 낮은 VHR을 갖는 LC 호스트 혼합물이 사용될 경우 발생될 수 있다. 일광 또는 역광의 UV 성분이 그 내부의 LC 분자의 원치 않는 분해 반응을 야기할 수 있으며, 그리하여 이온성 또는 자유 라디칼 불순물의 생성을 개시할 수 있다. 이들은 특히 전극 또는 정렬층에서 축적될 수 있으며, 여기서 유효 인가 전압을 감소시킬 수 있다. 이러한 효과는 중합체 성분을 갖지 않는 통상의 LC 디스플레이에서 관찰될 수 있다.
또한, 미중합 RM의 존재에 의해 야기되는 추가의 "잔상" 효과는 종종 PSA 디스플레이에서 관찰된다. 잔류 RM의 제어되지 않은 중합은 본원에서 환경으로부터의 UV광에 의해 또는 역광에 의해 개시된다. 스위칭 디스플레이 부위에서, 이는 다수의 어드레싱 사이클후 경사각을 변경시킨다. 그 결과, 스위칭 부위에서 전달의 변화가 발생하며, 미스위칭 부위에서는 불변한 상태를 유지한다.
그러므로, RM의 중합이 PSA 디스플레이의 제조 중에 가능한 한 완전하게 진행되고 그리고 디스플레이에서 미중합 RM의 존재가 가능한 한 배제되거나 또는 최소로 감소되는 것이 바람직하다. 그래서, RM 및 LC 혼합물은 RM의 매우 효과적이며 그리고 완전한 중합을 가능케 하거나 또는 지지할 것이 요구된다. 또한, 잔류 RM 양의 제어된 반응이 바람직하다. 이는 RM이 지금까지 공지된 화합물보다 더 신속하게 그리고 효과적으로 중합될 경우 더 단순하다.
PSA 디스플레이의 작동에서 관찰되는 추가의 문제는 선경사각의 안정성이다. 그래서, 상기 기재된 바와 같이 RM을 중합시켜 디스플레이 제조 중에 생성되는 선경사각은 일정하지 유지되지 않지만, 작동 중에 디스플레이가 전압 스트레스를 받은 후 악화될 수 있는 것으로 관찰되었다. 이는 예를 들면 블랙 상태 전달을 증가시켜서 콘트라스트를 감소시켜 디스플레이 성능에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
해결하여야 하는 또 다른 문제는 종래 기술의 RM이 종종 높은 융점을 갖고, 단지 다수의 현재 통상의 LC 혼합물에서의 제한된 용해도를 나타내고, 그리하여 혼합물로부터 자발적으로 결정화되는 경향이 있다는 점이다. 또한, 자발적 중합의 위험성은 중합성 성분을 용해시키기 위하여 LC 호스트 혼합물이 가온되는 것을 방지하며, 이는 실온에서조차 최선으로 가능한 용해성이 필요하다는 것을 의미한다. 또한, 예를 들면 디스플레이의 균질성을 크게 손상시킬 수 있는 LC 디스플레이로의 LC 매질의 도입시 분리의 위험성 (크로마토그래피 효과)이 존재한다. 이는 LC 매질이 용해도에 불리한 영향을 미치는 자발적인 중합 (상기 참조)의 위험성을 감소시키기 위하여 저온에서 일반적으로 투입된다는 사실에 의해 추가로 증가된다.
종래 기술에서 관찰된 또다른 문제는 PSA 유형의 디스플레이를 비롯한 (이에 한정되지 않음) PSA 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질이 종종 고 점도를 나타내고, 그리하여 높은 스위칭 시간을 나타낸다는 것이다. LC 매질의 점도 및 스위칭 시간을 감소시키기 위하여, 종래 기술에서는 알케닐 기를 갖는 LC 화합물을 첨가하는 것이 제안되었다. 그러나, 알케닐 화합물을 함유하는 LC 매질은 종종 신뢰성 및 안정성의 감소 및, 특히 UV 방사에 노광후 VHR의 감소를 나타내는 것으로 관찰되었다. 특히 PSA 디스플레이에서의 용도의 경우, PSA 디스플레이에서의 RM의 광중합이 일반적으로 UV 방사에 노광에 의해 일반적으로 실시되며, 이는 LC 매질에서의 VHR 저하를 야기할 수 있으므로 이는 상당한 단점이 된다.
PSA 디스플레이 및, 그러한 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질 및 중합성 화합물이 상기 기재된 단점을 나타내지 않거나 또는 단지 작은 정도로 나타내고, 개선된 성질을 갖는 것에 대한 상당한 수요가 여전히 존재한다. 특히, 높은 비저항과 동시에 넓은 작업-온도 범위, 저온에서조차 짧은 반응 시간 및 낮은 역치 전압, 낮은 선경사각, 다중의 회색 색조, 높은 콘트라스트 및 넓은 조망각이 가능한 PSA 디스플레이 및, 그러한 PSA 디스플레이서의 사용을 위한 LC 매질 및 중합성 화합물은 UV 노광후 "전압 유지율" (VHR)에 대한 높은 값 및 높은 신뢰성을 갖고, 그리고 중합성 화합물의 경우 LC 호스트 혼합물 중에서 낮은 융점 및 높은 용해도를 갖는 것이 요구된다.
본 발명은 상기에 나타낸 단점을 갖지 않거나 또는 감소된 정도로 단점을 갖는 가능한 한 신속하게 그리고 완전하게 중합시키며, 가능한 한 신속하게 낮은 선경사각을 형성할 수 있으며, 디스플레이에서 "잔상"의 발생을 감소 또는 방지하며, 바람직하게는 동시에 매우 높은 비저항 값, 높은 VHR 값, 낮은 역치 전압 및 짧은 반응 시간이 가능하며, PSA 디스플레이 중에서 호스트 혼합물로서 통상적으로 사용되는 LC 매질 중에서의 높은 용해도를 갖는 PSA 디스플레이에 사용하기 위한 신규한 적절한 물질, 특히 RM 및 이를 포함하는 LC 매질을 제공하는 목적에 기초한다.
본 발명의 추가의 목적은 특히 광학, 전자-광학 및 전자 적용예를 위한 신규한 RM 및, 그의 제조를 위한 적절한 방법 및 중간체의 제공에 있다.
특히, 본 발명은 상기에 나타낸 단점을 갖지 않거나 또는 감소된 정도로 단점을 갖고, 가능한 한 신속하게 그리고 완전하게 중합시키며, 가능한 한 신속하게 낮은 선경사각을 설정할 수 있으며, 더 긴 시간 동안 및/또는 UV 노광후조차 선경사의 높은 안정성을 나타내고, 디스플레이에서 "잔상"의 발생을 감소 또는 방지하며, 바람직하게는 동시에 매우 높은 비저항 값, 높은 VHR 값, 높은 신뢰성, 낮은 역치 전압 및 짧은 반응 시간이 가능하며, 특히 더 긴 파장, 바람직하게는 320-360 ㎚ 범위에서 우수한 UV 흡수를 나타내고, PSA 디스플레이에서 호스트 혼합물로서 통상적으로 사용되는 LC 매질에서의 높은 용해성을 갖는 PSA 디스플레이에 사용하기 위한 RM과 같은 중합성 화합물을 제공하는 목적에 기초한다.
본 발명의 추가의 목적은 특히 광학, 전자-광학 및 전자 적용예를 위한 신규한 RM 및 그의 제조를 위한 적절한 방법 및 중간체의 제공이다.
이러한 목적은 본원에 기재된 바와 같은 물질 및 방법에 의해 본 발명에 따라 달성되었다. 특히, 놀랍게도, PSA 디스플레이에서 하기 기재된 바와 같은 화학식 I의 RM의 사용이 신속한 중합 반응, 안정한 경사각의 신속한 설정 및 UV 광중합후 높은 VHR 값을 돕는다는 것을 발견하였다.
본 발명에 의한 RM의 사용은 특히 알케닐 기를 갖는 LC 화합물을 함유하는 LC 호스트 혼합물에 사용시 광개시제의 첨가 없이도 안정한 선경사의 신속한 생성을 가능케 하며, UV 광을 사용한 조사 후 높은 VHR 값 및 높은 신뢰성을 나타낸다는 것을 발견하였다. 그러한 LC 호스트 혼합물에서 본 발명에 의한 RM의 사용은 높은 VHR 값을 가능케 한다. 또한, 본 발명에 의한 RM 화합물은 특히 PSA 사용을 위한 시판중인 LC 호스트 혼합물에서의 광범위한 LC 매질에서의 우수한 용해성을 갖고, 낮은 결정화 경향을 갖는다. 또한, 이들은 특히 300-380 ㎚ 범위내의 더 긴 UV 파장에서, 특히 340 ㎚ 이상의 파장에서 우수한 흡수를 나타내고, 셀에서 소량의 잔류 미반응 RM을 사용한 신속하며 그리고 완전한 중합을 가능케 한다.
발명의 개요
본 발명은 하기 화학식 I의 중합성 화합물에 관한 것이다:
<화학식 I>
(상기 식에서,
각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고,
A1, A2는 서로 독립적으로 4 내지 30개의 고리 원자를 갖고, 모노- 또는 폴리시클릭이며, 또한 추가의 치환기를 함유할 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴을 나타내고,
Ra, Rb는 서로 독립적으로 P-Sp-, H, F, Cl, CN 또는, 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬을 나타내고, 1개 이상의 인접하지 않은 CH2-기는 O- 및/또는 S-원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 임의로 치환되고, 1개 이상의 H 원자는 각각 F, Cl 또는 P-Sp-에 의해 치환되고;
Sp는 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
P는 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, 중합성 기를 나타내고,
a, b는 서로 독립적으로 0, 1 또는 2를 나타냄).
본 발명은 추가로 LC 매질 및 LC 디스플레이에서, 특히 LC 디스플레이의 LC 매질, 능동 층 또는 정렬층에서 중합성 화합물로서 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이며, LC 디스플레이는 바람직하게는 PSA 디스플레이이다.
본 발명은 추가로 화학식 I의 화합물의 제조 방법, 이들 방법에 사용되거나 또는 얻은 신규한 중간체에 관한 것이다.
본 발명은 또한 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
본 발명은 또한 하나 이상이 화학식 I의 화합물인 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
본 발명은 또한
- 하나 이상이 화학식 I의 화합물인 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어지는 중합성 성분 A) 및
- 하나 이상의 메소겐 또는 액정 화합물을 포함하는, 바람직하게는 이로써 이루어진, 이하에서 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭되는 액정 성분 B)을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
본 발명에 의한 LC 매질의 액정 성분 B)는 이하에서 "LC 호스트 혼합물"로서 지칭되며, 바람직하게는 비중합성인 저 분자량 화합물로부터 선택된 하나 이상, 바람직하게는 둘 이상의 메소겐 또는 LC 화합물을 포함하거나 또는 이로써 이루어진다.
본 발명은 또한 LC 호스트 혼합물 또는 성분 B가 알케닐 기를 포함하는 하나 이상의 메소겐 또는 LC 화합물을 포함하는, 상기 및 하기 기재된 바와 같은 LC 매질에 관한 것이다.
본 발명은 또한 화학식 I의 화합물이 중합된, 상기 기재된 바와 같은 LC 매질 또는 LC 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 하나 이상의 메소겐 또는 LC 화합물 또는 상기 및 하기 기재된 바와 같은 LC 호스트 혼합물 또는 LC 성분 B)를 하나 이상의 화학식 I의 화합물과 혼합하고, 임의로 추가의 LC 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 PSA 디스플레이에서 본 발명에 의한 화학식 I의 화합물 및 LC 매질의 용도, 특히 PSA 디스플레이, 바람직하게는 전기장 또는 자기장에서 화학식 I의 화합물(들)의 계내 중합에 의해 LC 매질에서의 경사각의 생성을 위하여, LC 매질을 함유하는 PSA 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 의한 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이, 특히 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 기재된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 중합성 성분 A)의 중합에 의해 얻을 수 있는 중합체를 포함하거나 또는, 본 발명에 의한 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이, 바람직하게는 PSA 디스플레이, 매우 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 1개 이상이 광에 대한 투과성을 갖는 2개의 기판, 각각의 기판 위에 제공된 전극 또는 기판 중 오직 하나에만 제공된 2개의 전극, 기판 사이에 배치된 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 하나 이상의 중합성 화합물 및 LC 성분을 포함하는 LC 매질의 층을 포함하며, 중합성 화합물이 디스플레이의 기판 사이에서 중합되는 PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 디스플레이의 기판 사이에서 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 LC 매질을 충전하거나 또는 그렇지 않다면 제공하는 단계 및, 중합성 화합물을 중합시키는 단계를 포함하는, 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 LC 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 PSA 디스플레이는 기판 중 하나 또는 둘다에 적용된 바람직하게는 투명 층 형태의 2개의 전극을 갖는다. 일부 디스플레이에서, 예를 들면 PS-VA, PS-OCB 또는 PS-TN 디스플레이에서, 하나의 전극이 각각의 2개의 기판에 적용된다. 기타 디스플레이에서, 예를 들면 PS-포지-VA, PS-IPS 또는 PS-FFS 또는 PS-UB-FFS 디스플레이에서, 전극 둘다는 2개의 기판 중 오직 하나에만 적용된다.
바람직한 실시양태에서, 중합성 성분은 LC 디스플레이의 전극에 전압을 인가하면서 LC 디스플레이에서 중합된다.
중합성 성분의 중합성 화합물은 바람직하게는 광중합에 의하여, 매우 바람직하게는 UV 광중합에 의해 중합된다.
다른 의미로 명시하지 않는다면, 화학식 I의 화합물은 바람직하게는 아키랄 화합물로부터 선택된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "활성층" 및 "스위칭 가능 층"은 예를 들면 전가장 또는 자기장과 같은 외부 자극시 그의 배향을 변경시켜 편광 또는 비편광에 대한 층의 전달을 변경시키는 LC 분자와 같이 구조 및 광학 이등방성을 갖는 하나 이상의 분자를 포함하는, 전자광학 디스플레이, 예를 들면 LC 디스플레이에서의 층을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "경사" 및 "경사각"은 LC 디스플레이 (여기서 바람직하게는 PSA 디스플레이)에서 셀의 표면에 대하여 LC 매질의 LC 분자의 경사형 정렬을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 여기서 경사각은 LC 분자 (LC 디렉터)의 분자 종축 및 LC 셀을 형성하는 면-평행 외부 면의 표면 사이의 평균 각 (< 90°)을 나타낸다. 경사각에 대한 낮은 값 (즉, 90° 각도로부터의 큰 편차)은 여기서 큰 경사에 해당한다. 경사각의 측정을 위한 적절한 방법은 실시예에서 제시된다. 다른 의미로 나타내지 않는다면, 상기 및 하기에 개시된 경사각 값은 이러한 측정 방법에 관한 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "반응성 메소겐" 및 "RM"은 중합에 적절하며, 또한 "중합성 기" 또는 "P"로서 지칭되는 메소겐 또는 액정 골격 및 이에 결합된 하나 이상의 작용기를 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
다른 의미로 명시하지 않는다면, 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "중합성 화합물"은 중합성 단량체 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "저 분자량 화합물"은 "중합체 화합물" 또는 "중합체"와는 반대로, 단량체이거나 및/또는 중합 반응에 의해 생성되지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "비중합성 화합물"은 RM의 중합에 일반적으로 적용되는 조건하에서 중합에 적절한 작용기를 함유하지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에서 사용된 바와 같은 용어 "메소겐 기"는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있으며, 그의 끌기 및 반발 상호작용의 이방성으로 인하여 본질적으로 저 분자량 또는 중합체 물질에서 액정 (LC) 상을 야기하는 기를 의미한다. 메소겐 기를 함유하는 화합물 (메소겐 화합물)은 그 자체가 LC 상을 가져야만 할 필요는 없다. 또한, 메소겐 화합물은 기타 화합물과의 혼합후에만 및/또는 중합후 LC 상 양상을 나타낼 수 있다. 통상의 메소겐 기는 예를 들면 경질 막대형 또는 원반형 단위이다. 메소겐 또는 LC 화합물와 관련하여 사용되는 용어 및 정의에 대한 개요는 문헌 [Pure Appl . Chem. 2001, 73(5), 888 및 C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제시되어 있다.
본원에서 사용된 바와 같이 이하에서 "Sp"로 지칭되는 용어 "스페이서 기"는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있으며, 예를 들면 문헌 [Pure Appl . Chem . 2001, 73(5), 888 및 C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]을 참조한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "스페이서 기" 또는 "스페이서"는 중합성 메소겐 화합물에서 메소겐 기 및 중합성 기(들)를 연결하는 가요성 기, 예를 들면 알킬렌 기를 의미한다.
상기 및 하기에서, 
은 트랜스-1,4-시클로헥실렌 고리를 나타내고, 
은 1,4-페닐렌 고리를 나타낸다.
상기 및 하기에서 "유기 기"는 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.
"탄소 기"는 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 1가 또는 다가 유기 기를 나타내고, 여기서 이는 추가의 원자 (예를 들면 -C≡C-)를 함유하지 않거나 또는 임의로 하나 이상의 추가의 원자, 예를 들면 N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge (예를 들면 카르보닐 등)를 함유한다. 용어 "탄화수소 기"는 추가로 1개 이상의 H 원자를 함유하며, 임의로 1개 이상의 헤테로원자, 예를 들면 N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 함유하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
-CO-, -C(=O)- 및 -C(O)-는 카르보닐 기, 즉 
을 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는 포화 또는 불포화 기일 수 있다. 불포화 기는 예를 들면 아릴, 알케닐 또는 알키닐 기이다. 3개 초과의 C 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 시클릭일 수 있으며, 또한 스피로 결합 또는 축합된 고리를 함유할 수 있다.
용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한 다가 기, 예를 들면 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.
용어 "아릴"은 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유래하는 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은 1개 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택된 것을 함유하는 상기 정의된 바와 같은 "아릴"을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 20개, 매우 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 임의로 치환된, 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 및 알콕시카르보닐옥시, 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 또는, 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 아릴카르보닐옥시 및 아릴옥시카르보닐옥시이며, 여기서 1개 이상의 C 원자는 또한 헤테로 원자, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택된 것에 의해 치환될 수 있다.
추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C20 알킬, C2-C20 알케닐, C2-C20 알키닐, C3-C20 알릴, C4-C20 알킬디에닐, C4-C20 폴리에닐, C6-C20 시클로알킬, C4-C15 시클로알케닐, C6-C30 아릴, C6-C30 알킬아릴, C6-C30 아릴알킬, C6-C30 알킬아릴옥시, C6-C30 아릴알킬옥시, C2-C30 헤테로아릴, C2-C30 헤테로아릴옥시이다.
C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, C6-C25 아릴 및 C2-C25 헤테로아릴이 특히 바람직하다.
추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬이며, 이는 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환되거나 또는 비치환이며, 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기가 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 각각 서로 독립적으로 -C(Rx)=C(Rx)-, -C≡C-, -N(Rx)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있다.
Rx는 바람직하게는 H, F, Cl, CN, 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬 쇄 (이는 1 내지 25개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 이상의 인접하지 않은 C 원자가 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있고, 1개 이상의 H 원자가 F 또는 Cl에 의해 치환됨)를 나타내거나 또는, 6 내지 30개의 C 원자를 갖는 임의로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기 또는 2 내지 30개의 C 원자를 갖는 임의로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.
바람직한 알킬 기는 예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, 시클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 시클로헵틸, n-옥틸, 시클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데카닐, 트리플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.
바람직한 알케닐 기는 예를 들면 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐, 시클로옥테닐 등이다.
바람직한 알키닐 기는 예를 들면 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 헥시닐, 옥티닐 등이다.
바람직한 알콕시 기는 예를 들면 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, 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 아미노 기는 예를 들면 디메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 모노시클릭 또는 폴리시클릭일 수 있으며, 즉 이들은 1개의 고리 (예를 들면 페닐) 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있으며, 이는 또한 융합될 수 있거나 (예를 들면 나프틸) 또는 공유 결합될 수 있거나 (예를 들면 비페닐) 또는 융합 및 결합된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 1개 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택된 것을 함유한다.
융합된 고리를 임의로 함유하며 그리고 임의로 치환되는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 모노-, 비- 또는 트리시클릭 아릴 기 및 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 모노-, 비- 또는 트리시클릭 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 또한 또한 1개 이상의 CH 기는 O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 N, S 또는 O에 의해 치환될 수 있는 5-, 6- 또는 7-원 아릴 및 헤테로아릴 기가 바람직하다.
바람직한 아릴 기는 예를 들면 페닐, 비페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]-터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 비나프틸, 페난트렌, 9,10-디히드로-페난트렌, 피렌, 디히드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로비플루오렌 등을 들 수 있다.
바람직한 헤테로아릴 기는 예를 들면 5-원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 테트라졸, 푸란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 6-원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진 또는 축합된 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트리아졸, 푸린, 나프티미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤족사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 디티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 벤조티아디아조티오펜 또는 이들 기의 조합이 있다.
상기 및 하기에서 언급된 아릴 및 헤테로아릴 기는 또한 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬 또는 추가로 아릴 또는 헤테로아릴 기에 의해 치환될 수 있다.
(비-방향족) 알리시클릭 및 헤테로시클릭 기는 포화 고리, 즉, 독점적으로 단일 결합 및 또한 부분 불포화 고리를 함유하는 것, 즉, 또한 복수의 결합을 함유할 수 있는 것 모두를 포함한다. 헤테로시클릭 고리는 1개 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택된 것을 함유한다.
(비-방향족) 알리시클릭 및 헤테로시클릭 기는 모노시클릭, 즉, 단 1개의 고리 (예를 들면 시클로헥산), 또는 폴리시클릭을 함유하는 것, 즉, 복수의 고리 (예를 들면 데카히드로나프탈렌 또는 비시클로옥탄)를 함유하는 것일 수 있다. 포화 기가 특히 바람직하다. 또한 융합된 고리를 임의로 함유하며 그리고 임의로 치환된 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 모노-, 비- 또는 트리시클릭 기가 바람직하다. 또한 또한 1개 이상의 C 원자가 Si에 의해 치환될 수 있거나 및/또는 1개 이상의 CH 기가 N에 의해 치환될 수 있거나 및/또는 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기가 -O- 및/또는 -S-에 의해 치환될 수 있는 5-, 6-, 7- 또는 8-원 카르보시클릭 기가 바람직하다.
바람직한 알리시클릭 및 헤테로시클릭 기는 예를 들면 5-원 기, 예컨대 시클로펜탄, 테트라히드로푸란, 테트라히드로티오푸란, 피롤리딘, 6-원 기, 예컨대 시클로헥산, 실리난, 시클로헥센, 테트라히드로피란, 테트라히드로티오피란, 1,3-디옥산, 1,3-디티안, 피페리딘, 7-원 기, 예컨대 시클로헵탄 및 융합된 기, 예컨대 테트라히드로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌, 인단, 비시클로[1.1.1]펜탄-1,3-디일, 비시클로[2.2.2]옥탄-1,4-디일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-디일, 옥타히드로-4,7-메타노인단-2,5-디일이 있다.
바람직한 치환기는 예를 들면 용해성-촉진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자-끌개 기, 예컨대 불소, 니트로 또는 니트릴 또는, 중합체에서 유리 전이 온도 (Tg)를 증가시키기 위한 치환기, 특히 벌키 기, 예를 들면 t-부틸 또는 임의로 치환된 아릴 기이다.
또한 이하에서 "L"로 지칭되는 바람직한 치환기는 예를 들면 F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 각각 1 내지 25개의 C 원자를 갖고, 1개 이상의 H 원자가 F 또는 Cl에 의해 임의로 치환될 수 있는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 또는 알콕시카르보닐옥시, 1 내지 20개의 Si 원자를 갖는 임의로 치환된 실릴 또는 6 내지 25개, 바람직하게는 6 내지 15개의 C 원자를 갖는 임의로 치환된 아릴이며,
여기서 Rx는 H, F, Cl, CN 또는, 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬을 나타내고, 1개 이상의 인접하지 않은 CH2-기는 O- 및/또는 S-원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 임의로 치환되고, 1개 이상의 H 원자는 각각 F, Cl, P- 또는 P-Sp-에 의해 임의로 치환되고,
Y1은 할로겐을 나타낸다.
"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는 할로겐, -CN, R0, -OR0, -CO-R0, -CO-O-R0, -O-CO-R0 또는 -O-CO-O-R0에 의해 치환된 것을 의미하며, 여기서 R0은 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
특히 바람직한 치환기 L은 예를 들면 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 또한 페닐이다.
중합성 기 P는 중합 반응, 예를 들면 주요 중합체 쇄에서 자유 라디칼 또는 이온성 연쇄 중합, 중첨가 또는 중축합 또는 중합체-유사 반응, 예를 들면 첨가 또는 축합에 대하여 적절한 기이다. 쇄 중합에 대한 기, 특히 C=C 이중 결합 또는 -C≡C- 삼중 결합을 함유하는 것, 개환과 함께 중합에 적절한 기, 예를 들면 옥세탄 또는 에폭시드 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 선택되며, 여기서 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3이며, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카르보닐알킬을 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe는 P-Sp-를 제외한 상기 정의된 바와 같은 1개 이상의 라디칼 L에 의해 임의로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3은 바람직하게는 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
매우 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 선택되며, W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3을 나타내고, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 기를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카르보닐알킬을 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe는 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3은 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-, 또한 CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-O-CO-, (CH2=CH)2CH-O-, 
및 
으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
추가의 바람직한 중합성 기 P는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭시드로부터, 가장 바람직하게는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트로부터 선택된다.
Sp가 단일 결합과는 상이할 경우, 바람직하게는 각각의 라디칼 P-Sp-가 화학식 P-Sp"-X"-를 따르도록 화학식 Sp"-X"가 바람직하며, 여기서
Sp"는 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 임의로 일- 또는 다치환되고, 또한, 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기는 각각, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -N(R0)-, -Si(R0R00)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R00)-CO-O-, -O-CO-N(R0)-, -N(R0)-CO-N(R00)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 치환될 수 있는 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬렌을 나타내고,
X"는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R0)-, -N(R0)-CO-, -N(R0)-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 나타내고,
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
Y2 및 Y3 각각은 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.
X"는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -NR0-CO-NR00- 또는 단일 결합이다.
통상의 스페이서 기 Sp 및 -Sp"-X"-는 예를 들면 -(CH2)p1-, -(CH2CH2O)q1-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiR0R00-O)p1-이며, p1은 1 내지 12의 정수이며, q1은 1 내지 3의 정수이며, R0 및 R00은 상기 나타낸 의미를 갖는다.
특히 바람직한 기 Sp 및 -Sp"-X"-는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O-, -(CH2)p1-O-CO-O-이며, p1 및 q1은 상기 나타낸 의미를 갖는다.
특히 바람직한 기 Sp"는 각각의 경우에서 직쇄, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에테닐렌, 프로페닐렌 및 부테닐렌이다.
화학식 I의 화합물에서 A1 및 A2는 모노시클릭 또는 폴리시클릭이며, 4 내지 30개의 고리 원자를 갖고, 1개 이상의 치환기에 의해 치환 또는 비치환되고, 상기 치환기는 바람직하게는 L로부터 선택된 방향족 또는 헤테로방향족 기를 나타내고, 여기서
L은 P-Sp-, F, Cl, -CN, -NO2 , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의로 치환된 실릴, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴 또는, 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 또한 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기는 각각, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 서로 독립적으로 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있고, 또한 1개 이상의 H 원자는 F, Cl, CN, P- 또는 P-Sp-에 의해 치환될 수 있고,
Rx는 H, F, Cl, CN 또는, 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬을 나타내고, 1개 이상의 인접하지 않은 CH2-기는 O- 및/또는 S-원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 임의로 치환되고, 1개 이상의 H 원자는 각각 F, Cl, P- 또는 P-Sp-에 의해 임의로 치환되고,
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
Y1은 할로겐이다.
바람직하게는 A1 및 A2는 1개 이상의 기 L에 의해 임의로 치환된 벤젠 및 나프탈렌으로부터 선택된다.
화학식 I의 바람직한 화합물은 Ra 및 Rb 중 하나 이상, 매우 바람직하게는 Ra 및 Rb 둘다는 P-Sp-를 나타내는 것이다. 따라서, 이들 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 IA>
<화학식 IB>
<화학식 IC>
(상기 식에서, P, Sp, A1, A2, a 및 b는 화학식 I에서 정의된 바와 같음). 매우 바람직한 화합물은 화학식 IA의 것이다.
화학식 I의 바람직한 화합물은 하기 화학식으로부터 선택된다:
<화학식 I1>
<화학식 I2>
<화학식 I3>
<화학식 I4>
<화학식 I5>
(상기 식에서, Ra, Rb, P 및 Sp는 화학식 I에서 정의된 바와 같고, 벤젠 고리는 상기 정의된 바와 같은 1개 이상의 기 L에 의해 임의로 치환되고, 바람직하게는 Ra 및 Rb 중 1개 이상, 매우 바람직하게는 Ra 및 Rb 둘다는 P-Sp-를 나타냄).
화학식 I의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 I1a>
<화학식 I2a>
<화학식 I3a>
<화학식 I4a>
<화학식 I5a>
(상기 식에서, P 및 Sp는 화학식 I에서 정의된 바와 같고, 벤젠 고리는 상기 정의된 바와 같은 1개 이상의 기 L에 의해 임의로 치환됨).
화학식 I의 추가의 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 I1a1>
<화학식 I1a2>
<화학식 I1a3>
<화학식 I1a4>
<화학식 I1a5>
<화학식 I2a1>
<화학식 I2a2>
<화학식 I2a3>
<화학식 I2a4>
<화학식 I2a5>
<화학식 I3a1>
<화학식 I3a2>
<화학식 I3a3>
<화학식 I3a4>
<화학식 I3a5>
<화학식 I4a1>
<화학식 I4a2>
<화학식 I4a3>
<화학식 I4a4>
<화학식 I4a5>
<화학식 I5a1>
<화학식 I5a2>
<화학식 I5a3>
<화학식 I5a4>
(상기 식에서, P1, P2 및 P3은 서로 독립적으로 화학식 I에서 P에 대해 주어진 의미 또는 상기 및 하기에서 제시된 그의 바람직한 의미 중 하나를 갖고, Sp1, Sp2 및 Sp3은 서로 독립적으로 화학식 I에서 Sp에 대해 주어진 의미 또는 상기 및 하기에서 제시된 그의 바람직한 의미 중 하나를 갖고, 이는 단일 결합과는 상이함). 특히 바람직하게는 이들 바람직한 화학식에서 P1, P2 및 P3은 서로 독립적으로 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 기로부터 선택되며, Sp1, Sp2 및 Sp3은 서로 독립적으로 에틸렌, n-프로필렌, n-부틸렌, n-펜틸렌 및 n-헥실렌으로부터 선택된다.
화학식 I1a1, I1a2, I2a5, I3a5, I4a1, I4a2, I5a1 및 I5a2의 화합물이 매우 바람직하다.
화학식 I 및 그의 하위화학식 IA-IC, I1-I5, I1a-I5a 및 I1a1-I5a4의 추가로 바람직한 화합물은 그의 임의의 조합을 비롯한 하기 바람직한 실시양태로부터 선택된 것이다:
- a는 0이고, b는 1이거나 또는 a는 1이고, b는 0이며,
- a는 0이고, b는 0이며,
- P, P1, P2 및 P3은 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 옥세탄으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
- Sp 중 하나 이상의 기는 단일 결합과는 상이하며,
- 1개 또는 2개의 기 Sp는 단일 결합과는 상이하며,
- 화합물은 정확하게 3개의 중합성 기 (기 P 또는 P1, P2 및 P3에 의해 나타냄)를 함유하며,
- L은 중합성 기를 나타내지거나 또는 함유하지 않으며,
- L은 기 P-Sp-를 나타내지 않거나 또는 함유하지 않으며,
- 화학식 I 및 그의 하위화학식에서 벤젠 고리 중 1개 이상은 P-Sp-를 나타내는 기 L에 의해 치환되고,
- 화학식 I 및 그의 하위화학식에서 벤젠 고리 중 1개 이상은 P-Sp-와는 상이한 기 L에 의해 치환되고, 중합성이 아니며, 바람직하게는 F, Cl, -CN 및 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬로부터 선택되며, 또한 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기는 각각, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 서로 독립적으로 -C(R00)=C(R000)-, -C≡C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있고, 또한 1개 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 치환될 수 있고,
- 화학식 I 및 그의 하위화학식에서 벤젠 고리 중 하나 이상은 F, CN 및 임의로 불소화되는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시로부터 선택된 1 또는 2개의 치환기에 의해 치환된다.
본 발명은 또한 하기 화학식 II의 화합물에 관한 것이다:
<화학식 II>
(상기 식에서, Sp, A1, A2, a 및 b는 화학식 I에서 정의된 바와 같고, Pg는 OH, 보호된 히드록실 기 또는 차폐된 히드록실 기를 나타냄).
화학식 II의 바람직한 화합물은 상기 정의된 바와 같은 하위화학식 IA-IC, I1-I5, I1a-I5a 및 I1a1-I5a4로부터 선택되며, 여기서 P는 Pg에 의해 치환된다.
적절한 보호된 히드록실 기 Pg는 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 히드록실 기에 대한 바람직한 보호 기는 알킬, 알콕시알킬, 아실, 알킬실릴, 아릴실릴 및 아릴메틸 기, 특히 2-테트라히드로피라닐, 메톡시메틸, 메톡시에톡시메틸, 아세틸, 트리이소프로필실릴, tert-부틸디메틸실릴 또는 벤질이 있다.
용어 "차폐된 히드록실 기"는 히드록실 기로 화학적으로 전환될 수 있는 임의의 작용기를 의미하는 것으로 이해한다. 적절한 차폐된 히드록실 기 Pg는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
화학식 II의 화합물은 화학식 I 및 그의 하위화학식의 화합물의 제조를 위한 중간체로서 적절하다.
본 발명은 추가로 화학식 I 및 그의 하위화학식의 화합물의 제조를 위한 중간체로서 화학식 II의 화합물의 용도에 관한 것이다.
화학식 I 및 화학식 II 및 그의 하위화학식의 화합물 및 중간체는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 유기 화학의 표준 작업, 예를 들면 문헌 [Houben-Weyl, Methoden der organi - schen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기재된 방법과 유사하게 생성될 수 있다.
예를 들면 화학식 I의 화합물은 중합성 기 P를 함유하는 할로겐화 화합물, 해당 산 또는 산 유도체를 사용한 화학식 II의 중간체 (여기서 Pg는 OH를 나타냄)의 에스테르화 또는 에테르화에 의해 합성될 수 있다.
예를 들면 아크릴 또는 메타크릴 에스테르는 피리딘 또는 트리에틸 아민 및 4-(N,N-디메틸아미노)피리딘 (DMAP) 등의 염기의 존재 하에 해당 알콜과 산 유도체 등, 예를 들면 (메트)아크릴로일 클로라이드 또는 (메트)아크릴산 무수물의 에스테르화에 의해 생성될 수 있다. 대안으로, 에스테르는 예를 들면 디시클로헥실카르보디이미드 (DCC),N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 (EDC) 또는 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 염산염 및 DMAP를 사용한 스테그리히(Steglich)에 의해 탈수 시약의 존재 하에 알콜과 (메트)아크릴산의 에스테르화에 의해 생성될 수 있다.
추가의 적절한 방법은 실시예에 제시되어 있다.
PSA 디스플레이의 제조의 경우, LC 매질 중에 함유된 중합성 화합물은 임의로 전극에 전압을 인가하면서, LC 디스플레이의 기판 사이의 LC 매질에서 계내 중합에 의해 (1개의 화합물이 2개 이상의 중합성 기를 함유할 경우) 중합 또는 가교된다.
본 발명에 의한 PSA 디스플레이의 구조는 개시부에서 언급된 종래 기술에서 기재된 바와 같이 PSA 디스플레이에 대한 일반적인 기하에 해당한다. 돌기가 없는 기하가 바람직하며, 특히 또한 컬러 필터부 위의 전극은 구조화되지 않으며, TFT부의 전극만이 슬롯을 갖는다. PS-VA 디스플레이에 대한 특히 적절하며 바람직한 전극 구조는 예를 들면 US 2006/0066793 A1에 기재되어 있다.
본 발명의 바람직한 PSA 유형 LC 디스플레이는
- 화소 부위를 구획하는 화소 전극을 포함하며, 화소 전극은 각각의 화소 부위에 배치된 스위칭 소자에 연결되며 그리고 마이크로-슬릿 패턴을 임의로 포함하며, 임의로 제1의 정렬층이 화소 전극 위에 배치된 제1의 기판,
- 제1의 기판에 대면하는 제2의 기판의 전체 부분에 배치될 수 있는 공통의 전극층 및 임의로 제2의 정렬층을 포함하는 제2의 기판,
- 제1의 및 제2의 기판 사이에 배치되며, 상기 및 하기에서 기재된 바와 같은 중합성 성분 A 및 액정 성분 B를 포함하는 LC 매질을 포함하며, 중합성 성분 A가 또한 중합될 수 있는 LC 층을 포함한다.
제1의 및/또는 제2의 정렬층은 LC 층의 LC 분자의 정렬 방향을 제어한다. 예를 들면 PS-VA 디스플레이에서 정렬층은 LC 분자 호메오트로픽 (또는 수직) 정렬 (즉, 표면에 대하여 수직임) 또는 경사형 정렬을 부여하도록 선택된다. 그러한 정렬층은 예를 들면 또한 러빙될 수 있거나 또는 광정렬 방법에 의해 생성될 수 있는 폴리이미드를 포함할 수 있다.
LC 매질을 갖는 LC 층은 디스플레이 제조업자가 통상적으로 사용하는 방법, 예를 들면 이른바 액정 적하 (ODF) 방법에 의해 디스플레이의 기판 사이에 배치될 수 있다. 그후, LC 매질의 중합성 성분은 예를 들면 UV 광중합에 의해 중합된다. 중합은 1개의 단계에서 또는 2개 이상의 단위에서 실시될 수 있다.
PSA 디스플레이는 각각의 화소 등을 어드레싱하기 위한 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 부동태 층, 광학 지연 층, 트랜지스터 소자와 같은 추가의 소자를 포함할 수 있으며, 이들 모두는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 본 발명의 기술 없이 사용될 수 있다.
전극 구조는 개개의 디스플레이 유형에 의존하여 통상의 기술자에 의해 설계될 수 있다. 예를 들면 PS-VA 디스플레이의 경우 LC 분자의 멀티-도메인 배향이 2, 4 또는 그보다 많은 상이한 경사 정렬 방향을 생성하기 위하여 슬릿 및/또는 범프 또는 돌기를 갖는 전극을 제공하여 유발될 수 있다.
중합시 중합성 화합물이 가교된 중합체를 형성하며, 이는 LC 매질에서 LC 분자의 특정한 선경사를 야기한다. 특정한 이론으로 한정하지 않지만, 중합성 화합물에 의해 형성된 가교된 중합체의 적어도 일부는 상-분리되거나 또는 LC 매질로부터 침전되며, 기판 또는 전극 위에 중합체 층 또는 그 위에 제공된 정렬층을 형성하는 것으로 여겨진다. 미세 측정 데이타 (SEM 및 AFM와 같은)는 형성된 중합체의 적어도 일부가 LC/기판 계면에서 축적되는 것을 확인하였다.
중합은 1 단계로 실시될 수 있다. 또한, 제1의 단계에서 임의로 전압을 인가하면서 중합을 우선 실시하여 선경사각을 생성하며, 그후 제2의 중합 단계에서 인가된 전압 없이 제1의 단계에서 반응하지 않는 화합물을 중합 또는 가교시킬 수 있다 ("최종 경화").
적절하며 바람직한 중합 방법은 예를 들면 중합성 화합물을 UV 방사에 노광시켜 달성될 수 있는 열 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 유도된 광중합이 있다.
임의로 1개 이상의 중합 개시제를 LC 매질에 첨가한다. 중합에 대한 적절한 조건 및 개시제의 적절한 유형 및 양은 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있다. 자유 라디칼 중합에 적절한 것은 예를 들면 시판 중인 광개시제인 이르가큐어(Irgacure) 651®, 이르가큐어 184®, 이르가큐어 907®, 이르가큐어 369® 또는 다로큐어(Darocure) 1173® (시바 아게(Ciba AG))이 있다. 중합 개시제를 사용할 경우, 그의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.
본 발명에 의한 중합성 화합물은 또한 개시제를 사용하지 않는 중합에 적절하며, 이는 예를 들면 낮은 원료 비용 및 특히 가능한 잔류량의 개시제 또는 그의 분해 생성물에 의한 LC 매질의 특히 적은 오염 등의 상당한 잇점을 수반한다. 그래서, 중합은 개시제의 첨가 없이 실시될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 중합 개시제를 함유하지 않는다.
LC 매질은 또한 예를 들면 보관 또는 수송 중에 RM의 원치 않는 자발적인 중합을 방지하기 위하여 1개 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적절한 유형 및 양은 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있다. 예를 들면 이르가녹스(Irganox)® 시리즈 (시바 아게), 예를 들면 이르가녹스® 1076으로부터의 시판 중인 안정화제가 특히 적절하다. 안정화제를 사용할 경우, RM 또는 중합성 성분 (성분 A)의 총량을 기준으로 한 그의 비율은 바람직하게는 10-500,000 ppm, 특히 바람직하게는 50-50,000 ppm이다.
화학식 I의 중합성 화합물은 특히 우수한 UV 흡수를 나타내고, 그리하여 하기 특징 중 1개 이상을 포함하는 PSA 디스플레이의 제조 방법이 특히 적절하다:
- 경사각을 생성하는 제1의 UV 노광 단계 ("UV-1 단계") 및 중합을 종료시키는 제2의 UV 노광 단계 ("UV-2 단계")를 비롯한 2-단계 프로세스에서, 중합성 매질을 디스플레이에서 UV 광에 노광시킨다.
- 중합성 매질을 에너지 절감 UV 램프 (또한 "그린 UV 램프"로 공지됨)에 의해 생성된 디스플레이에서 UV 광에 노광시킨다. 이들 램프는 그의 300-380 ㎚의 흡수 스펙트럼에서 상대적으로 낮은 강도 (통상의 UV1 램프의 1/100-1/10)를 특징으로 하며, 바람직하게는 UV2 단계에서 사용되지만, 임의로 또한 고 강도의 배제가 프로세스에 대하여 필수적일 경우 UV1 단계에서 사용된다.
- 중합성 매질을 더 긴 파장, 바람직하게는 340 ㎚ 이상으로 이동되는 방사선 스펙트럼을 갖는 UV 램프에 의해 생성된 디스플레이에서 UV 광에 노광시켜 PS-VA 프로세스에서 짧은 UV 광 노광을 배제한다.
더 낮은 강도의 사용 및 더 긴 파장으로의 UV 이동 모두는 UV 광에 의해 야기될 수 있는 손상으로부터 유기 층을 보호한다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 하기 특징 중 1개 이상을 포함하는, 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 PSA 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다:
- 경사각을 생성하는 제1의 UV 노광 단계 ("UV-1 단계") 및 중합을 종료시키는 제2의 UV 노광 단계 ("UV-2 단계")를 비롯한 2-단계 프로세스에서 중합성 LC 매질을 UV 광에 노광시키며,
- 300-380 ㎚ 범위내의 파장에서 0.5 ㎽/㎠ 내지 10 ㎽/㎠의 강도를 갖고, 바람직하게는 UV2 단계 및 임의로 또한 UV1 단계에 사용되는 UV 램프에 의해 생성된 UV 광에 중합성 LC 매질을 노광시키며,
- 340 ㎚ 이상, 바람직하게는 400 ㎚ 이하의 파장을 갖는 UV광에 중합성 LC 매질을 노광시킨다.
이러한 바람직한 프로세스는 예를 들면 원하는 UV 램프를 사용하거나 또는 밴드 패스 필터 및/또는 컷-오프 필터를 사용하여 실시될 수 있으며, 이는 각각의 원하는 파장(들)을 갖는 UV광에 대하여 실질적으로 투과성이며, 각각의 원치 않는 파장을 갖는 광을 실질적으로 차단한다. 예를 들면 300-400 ㎚의 파장 λ의 UV 광을 사용한 조사를 원할 경우, UV 노광은 파장 300 ㎚ <λ< 400 ㎚에 대하여 실질적으로 투과성인 넓은 밴드 패스 필터를 사용하여 실시될 수 있다. 340 ㎚ 초과의 파장 λ의 UV광을 사용한 조사를 원할 경우, UV 노광은 파장 λ> 340 ㎚에 대하여 실질적으로 투과성인 컷-오프 필터를 사용하여 실시할 수 있다.
"실질적으로 투과성"은 원하는 파장(들)의 입사광 강도의 실질적인 부분, 바람직하게는 50% 이상을 투과시킨다는 것을 의미한다. "실질적으로 차단하는"은 필터가 원하는 파장(들)의 입사광의 강도의 실질적인 부분, 바람직하게는 50% 이상을 투과시키지 않는다는 것을 의미한다. 예를 들면 밴드 패스 필터가 λ의 주어진 범위내의 (범위밖의) 파장을 의미하는 경우 그리고 컷-오프 필터의 경우 "원하는 (원치 않는) 파장"은 λ의 주어진 값보다 높은 (낮은) 파장을 의미한다.
이러한 바람직한 프로세스는 더 긴 UV 파장을 사용하여 짧은 UV광 성분의 위험하며 그리고 해로운 효과를 감소시키거나 또는 심지어 이를 배제하여 디스플레이의 제조를 가능케 한다.
UV 방사 에너지는 제조 프로세스 조건에 의존하여 일반적으로 6 내지 100 J이다.
바람직하게는 본 발명에 의한 LC 매질은 본질적으로 상기 및 하기에 기재된 바와 같이 중합성 성분 A) 및 LC 성분 B) 또는 LC 호스트 혼합물로 이루어진다. 그러나, LC 매질은 추가로 1개 이상의 추가의 성분 또는 첨가제, 바람직하게는 공단량체, 키랄 도펀트, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성제, 습윤제, 윤활제, 분산제, 소수화제, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈포제, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료, 안료 및 나노입자를 비롯한 (이에 한정되지 않음) 리스트로부터 선택된 것을 포함할 수 있다.
화학식 I의 1, 2 또는 3종의 중합성 화합물을 포함하는 LC 매질이 특히 바람직하다.
또한 중합성 성분 A)가 독점적으로 화학식 I의 중합성 화합물을 포함하는 LC 매질이 바람직하다.
또한 LC 성분 B) 또는 LC 호스트 혼합물이 네마틱 LC 상을 갖고, 바람직하게는 키랄 액정 상을 갖지 않는 LC 매질이 바람직하다.
또한 화학식 I의 아키랄 화합물 및, 성분 A 및/또는 B의 화합물이 아키랄 화합물로 이루어진 군으로부터 독점적으로 선택되는 LC 매질이 바람직하다.
바람직하게는 LC 매질 중의 중합성 성분 A)의 비율은 >0 내지 <5%, 매우 바람직하게는 >0 내지 <1%, 가장 바람직하게는 0.01 내지 0.5%이다.
바람직하게는 LC 매질 중의 화학식 I의 화합물의 비율은 >0 내지 < 5%, 매우 바람직하게는 >0 내지 <1%, 가장 바람직하게는 0.01 내지 0.5%이다.
바람직하게는 LC 매질 중의 LC 성분 B)의 비율은 95 내지 <100%, 매우 바람직하게는 99 내지 <100%이다.
바람직한 실시양태에서, 중합성 성분 A)의 중합성 화합물은 독점적으로 화학식 I로부터 선택된다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 성분 A)는 화학식 I의 화합물 이외에, 1개 이상의 추가의 중합성 화합물 ("공단량체"), 바람직하게는 RM으로부터 선택된 것을 포함한다.
적절하며 그리고 바람직한 메소겐 공단량체는 하기 화학식으로부터 선택된다:
<화학식 M1>
<화학식 M2>
<화학식 M3>
<화학식 M4>
<화학식 M5>
<화학식 M6>
<화학식 M7>
<화학식 M8>
<화학식 M9>
<화학식 M10>
<화학식 M11>
<화학식 M12>
<화학식 M13>
<화학식 M14>
<화학식 M15>
<화학식 M16>
<화학식 M17>
<화학식 M18>
<화학식 M19>
<화학식 M20>
<화학식 M21>
<화학식 M22>
<화학식 M23>
<화학식 M24>
<화학식 M25>
<화학식 M26>
<화학식 M27>
<화학식 M28>
<화학식 M29>
<화학식 M30>
(상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고:
P1, P2 및 P3은 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타내고,
Sp1, Sp2 및 Sp3은 각각 서로 독립적으로 Sp1에 대하여 상기 및 하기에 제시된 의미 중 하나를 갖는 단일 결합 또는 스페이서 기를 나타내고, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- -, -(CH2)p1-O-CO- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-를 나타내고, p1은 1 내지 12의 정수이며, 또한 라디칼 P1-Sp1-, P1-Sp2- 및 P3-Sp3- 중 1개 이상은 Raa를 나타낼 수 있으며, 단, 존재하는 라디칼 P1-Sp1-, P2-Sp2 및 P3-Sp3- 중 1개 이상은 Raa와는 상이하여야 하며;
Raa는 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 또한 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있고, 또한 1개 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-, 특히 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 임의로 모노- 또는 폴리불소화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 또는 알콕시카르보닐옥시에 의해 치환될 수 있고 (여기서 알케닐 및 알키닐 라디칼은 2개 이상의 C 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 C 원자를 가짐),
R0, R00은 각각 서로 독립적으로 동일하거나 또는 상이하며, 각각의 경우에서 H 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
Ry 및 Rz는 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(RyRz)- 또는 -CF2CF2-를 나타내고,
Z2 및 Z3은 각각 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n-을 나타내고, 여기서 n은 2, 3 또는 4이며,
L은 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, F, Cl, CN 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 임의로 모노- 또는 폴리불소화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 또는 알콕시카르보닐옥시, 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 1을 나타냄).
화학식 M2, M13, M17, M22, M23 및 M29의 화합물이 특히 바람직하다.
삼반응성 화합물 M15 내지 M30, 특히 M17, M18, M19, M22, M23, M24, M25, M29 및 M30이 추가로 바람직하다.
화학식 M1 내지 M30의 화합물에서, 기 
은 바람직하게는
이며,
여기서 L은 각각의 경우에서, 동일하거나 또는 상이하며, 상기 또는 하기에 제시된 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-, 매우 바람직하게는 F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, COCH3, OCF3 또는 P-Sp-, 더욱 바람직하게는 F, Cl, CH3, OCH3, COCH3 또는 OCF3, 특히 F 또는 CH3이다.
상기 기재된 중합성 화합물 이외에, 본 발명에 의한 LC 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질은 비중합성인 저 분자량 화합물로부터 선택된 1개 이상의, 바람직하게는 2개 이상의 LC 화합물을 포함하거나 또는 이로써 이루어진 LC 성분 B) 또는 LC "호스트 혼합물"을 포함한다. 이들 LC 화합물은 중합성 화합물의 중합에 적용되는 조건하에서 중합 반응에 대하여 안정하거나 및/또는 비반응성이 되도록 선택된다.
원칙적으로, 통상의 디스플레이에 사용하기에 적절한 임의의 LC 혼합물은 호스트 혼합물로서 적절하다. 적절한 LC 혼합물은 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기재되어 있으며, 예를 들면 EP 1 378 557 A1의 VA 디스플레이에서의 혼합물 및 EP 1 306 418 A1 및 DE 102 24 046 A1의 OCB 디스플레이용 혼합물이 있다.
중합성 화합물 이외에, 본 발명에 의한 LC 매질은 알케닐 기를 포함하는 1개 이상의 메소겐 또는 액정 화합물 ("알케닐 화합물")을 포함하며, 여기서 이러한 알케닐 기는 바람직하게는 LC 매질 중에 함유된 화학식 I의 중합성 화합물 또는 기타 중합성 화합물의 중합에 사용되는 조건하에서 중합 반응에 대하여 안정하다.
화학식 I의 중합성 화합물은 알케닐 기를 포함하는 1개 이상의 메소겐 또는 LC 화합물 (이하, 또한 "알케닐 화합물"로 지칭함)을 포함하는 LC 호스트 혼합물에 사용하기에 특히 적절하며, 여기서 상기 알케닐 기는 LC 매질에 함유된 화학식 I의 화합물 및 기타 중합성 화합물의 중합에 사용되는 조건하에서 중합 반응에 안정하다. 종래 기술에 공지된 RM에 비하여, 화학식 I의 화합물은 LC 호스트 혼합물이 용해성, 반응성 또는 경사각 생성 능력 등과 같은 개선된 성질을 나타내도록 한다.
LC 호스트 혼합물은 바람직하게는 네마틱 LC 혼합물이다.
알케닐 화합물에서의 알케닐 기는 바람직하게는 특히 2 내지 25개의 C 원자, 특히 바람직하게는 2 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알케닐로부터 선택되며, 또한 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있고, 또한 1개 이상의 H 원자는 F 및/또는 Cl에 의해 치환될 수 있다.
바람직한 알케닐 기는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐이며, 시클로헥세닐, 특히 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 1,4-시클로헥센-1-일 및 1,4-시클로헥센-3-일이 있다.
LC 호스트 혼합물 중의 알케닐 기를 함유하는 화합물 (즉, 임의의 중합성 화합물 없음)의 농도는 바람직하게는 5% 내지 100%, 매우 바람직하게는 20% 내지 60%이다.
알케닐 기를 갖는 화합물 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개를 함유하는 LC 혼합물이 특히 바람직하다.
알케닐 기를 함유하는 메소겐 및 LC 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
<화학식 AN>
<화학식 AY>
(상기 식에서, 개개의 라디칼은 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, 각각은 서로 독립적으로 하기 의미를 갖고,
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알케닐이거나 또는, 고리 X, Y 및 Z 중 1개 이상이 시클로헥세닐을 나타낼 경우 또한 RA2의 의미 중 하나이며,
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환될 수 있는 알킬이며,
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,
L1 -4는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2H, 바람직하게는 H, F 또는 Cl이며,
x는 1 또는 2이고,
z는 0 또는 1임).
RA2는 바람직하게는 1 내지 8개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐이다.
LC 매질은 바람직하게는 말단 비닐옥시 기 (-O-CH=CH2)를 함유하는 화합물을 포함하지 않으며, 특히 RA1 또는 RA2가 또는 말단 비닐옥시 기 (-O-CH=CH2)를 나타내거나 또는 이를 함유하는 화학식 AN 또는 AY의 화합물을 포함하지 않는다.
바람직하게는, L1 및 L2는 F를 나타내거나 또는 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고, 다른 하나는 Cl을 나타내고, L3 및 L4는 F를 나타내거나 또는 L3 및 L4 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 AN의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 AN1>
<화학식 AN2>
<화학식 AN3>
<화학식 AN4>
<화학식 AN5>
<화학식 AN6>
<화학식 AN7>
<화학식 AN8>
<화학식 AN9>
<화학식 AN10>
<화학식 AN11>
<화학식 AN12>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2-7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타냄). 알케닐 및 알케닐*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.
화학식 AY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 AY1>
<화학식 AY2>
<화학식 AY3>
<화학식 AY4>
<화학식 AY5>
<화학식 AY6>
<화학식 AY7>
<화학식 AY8>
<화학식 AY9>
<화학식 AY10>
<화학식 AY11>
<화학식 AY12>
<화학식 AY13>
<화학식 AY14>
<화학식 AY15>
<화학식 AY16>
<화학식 AY17>
<화학식 AY18>
<화학식 AY19>
<화학식 AY20>
<화학식 AY21>
<화학식 AY22>
<화학식 AY23>
<화학식 AY24>
<화학식 AY25>
<화학식 AY26>
<화학식 AY27>
<화학식 AY28>
<화학식 AY29>
<화학식 AY30>
<화학식 AY31>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2-7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타냄). 알케닐 및 알케닐*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.
화학식 AN의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 AN1a>
<화학식 AN3a>
<화학식 AN6a>
(상기 식에서, m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고, i는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, Rb1은 H, CH3 또는 C2H5를 나타냄).
화학식 AN의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 AN1a1>
<화학식 AN1a2>
<화학식 AN1a3>
<화학식 AN1a4>
<화학식 AN1a5>
화학식 AN1a2 및 AN1a5의 화합물이 가장 바람직하다.
화학식 AY의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 AY5a>
<화학식 AY6a>
<화학식 AY9a>
<화학식 AY10a>
<화학식 AY11a>
<화학식 AY14a>
(상기 식에서, m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고, 알케닐은 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 나타냄).
제1의 바람직한 실시양태에서 LC 매질은 네가티브 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초하여 LC 성분 B), 또는 LC 호스트 혼합물을 함유한다. 그러한 LC 매질은 PS-VA 및 PS-UB-FFS 디스플레이에 사용하기에 특히 적절하다. 상기 LC 매질의 특히 바람직한 실시양태는 하기 부문 a)-z)의 것이다:
a) 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 1개 이상의 화합물을 포함하는 LC 매질:
<화학식 CY>
<화학식 PY>
(상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환될 수 있는 알킬, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L1 -4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2를 나타냄).
바람직하게는, L1 및 L2 둘다는 F를 나타내거나 또는 L1 및 L2 중 1개는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타내거나 또는 L3 및 L4는 둘다 F를 나타내거나 또는 L3 및 L4 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 CY1>
<화학식 CY2>
<화학식 CY3>
<화학식 CY4>
<화학식 CY5>
<화학식 CY6>
<화학식 CY7>
<화학식 CY8>
<화학식 CY9>
<화학식 CY10>
<화학식 CY11>
<화학식 CY12>
<화학식 CY13>
<화학식 CY14>
<화학식 CY15>
<화학식 CY16>
<화학식 CY17>
<화학식 CY18>
<화학식 CY19>
<화학식 CY20>
<화학식 CY21>
<화학식 CY22>
<화학식 CY23>
<화학식 CY24>
<화학식 CY25>
<화학식 CY26>
<화학식 CY27>
<화학식 CY28>
<화학식 CY29>
<화학식 CY30>
<화학식 CY31>
<화학식 CY32>
<화학식 CY33>
(상기 식에서, a는 1 또는 2를 나타내고, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐은 2-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타냄). 알케닐은 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.
화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 PY1>
<화학식 PY2>
<화학식 PY3>
<화학식 PY4>
<화학식 PY5>
<화학식 PY6>
<화학식 PY7>
<화학식 PY8>
<화학식 PY9>
<화학식 PY10>
<화학식 PY11>
<화학식 PY12>
<화학식 PY13>
<화학식 PY14>
<화학식 PY15>
<화학식 PY16>
<화학식 PY17>
<화학식 PY18>
<화학식 PY19>
<화학식 PY20>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐은 2-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타냄). 알케닐은 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 화학식의 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 ZK>
(상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고:
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-에 의해 치환될 수 있는 알킬을 나타내고,
Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타냄).
화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 ZK1>
<화학식 ZK2>
<화학식 ZK3>
<화학식 ZK4>
<화학식 ZK5>
<화학식 ZK6>
<화학식 ZK7>
<화학식 ZK8>
<화학식 ZK9>
<화학식 ZK10>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐은 2-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타냄). 알케닐은 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.
화학식 ZK1의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 ZK의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 ZK1a>
<화학식 ZK1b>
<화학식 ZK1c>
(상기 식에서, 프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기임).
화학식 ZK1a의 화합물이 가장 바람직하다.
c) 하기 화학식의 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 DK>
(상기 식에서, 개개의 라디칼은 각각의 경우에서, 동일하거나 또는 상이하며, 하기 의미를 갖고:
R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환되는 알킬, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
e는 1 또는 2를 나타냄).
화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 DK1>
<화학식 DK2>
<화학식 DK3>
<화학식 DK4>
<화학식 DK5>
<화학식 DK6>
<화학식 DK7>
<화학식 DK8>
<화학식 DK9>
<화학식 DK10>
<화학식 DK11>
<화학식 DK12>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 2-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타냄). 알케닐은 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 화학식의 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 LY>
(상기 식에서,
각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고:
1개 이상의 고리 F는 시클로헥실렌과 상이하며,
f는 1 또는 2를 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환될 수 있는 알킬을 나타내고,
Zx는 -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 및 L2는 각각은 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2를 나타냄).
바람직하게는, 라디칼 L1 및 L2 둘다는 F를 나타내고, 라디칼 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 LY1>
<화학식 LY2>
<화학식 LY3>
<화학식 LY4>
<화학식 LY5>
<화학식 LY6>
<화학식 LY7>
<화학식 LY8>
<화학식 LY9>
<화학식 LY10>
<화학식 LY11>
<화학식 LY12>
<화학식 LY13>
<화학식 LY14>
<화학식 LY15>
<화학식 LY16>
<화학식 LY17>
<화학식 LY18>
<화학식 LY19>
<화학식 LY20>
<화학식 LY21>
<화학식 LY22>
<화학식 LY23>
<화학식 LY24>
(상기 식에서, R1은 상기 나타낸 의미를 갖고, 알킬은 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, v는 1 내지 6의 정수를 나타냄). R1은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐, 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-을 나타낸다.
e) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 G1>
<화학식 G2>
<화학식 G3>
<화학식 G4>
(상기 식에서, 알킬은 C1-6-알킬을 나타내고, Lx는 H 또는 F를 나타내고, X는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2를 나타냄). X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.
f) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 Y1>
<화학식 Y2>
<화학식 Y3>
<화학식 Y4>
<화학식 Y5>
<화학식 Y6>
<화학식 Y7>
<화학식 Y8>
<화학식 Y9>
<화학식 Y10>
<화학식 Y11>
<화학식 Y12>
<화학식 Y13>
<화학식 Y14>
<화학식 Y15>
<화학식 Y16>
(상기 식에서, R5는 R1에 대하여 상기 나타낸 의미 중 하나를 갖고, 알킬은 C1-6-알킬을 나타내고, d는 0 또는 1을 나타내고, z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타냄). 이들 화합물에서 R5는 특히 바람직하게는 C1 -6-알킬 또는 -알콕시 또는 C2 -6-알케닐이며, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 의한 LC 매질은 바람직하게는 ≥5 중량%의 양으로 상기 언급된 화학식의 1개 이상의 화합물을 포함한다.
g) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 비페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 B1>
<화학식 B2>
<화학식 B3>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타냄). 알케닐 및 알케닐*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.
LC 혼합물에서 화학식 B1 내지 B3의 비페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 ≥5 중량%이다.
화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 B1a>
<화학식 B2a>
<화학식 B2b>
<화학식 B2c>
(상기 식에서, 알킬*은 1-6개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타냄). 본 발명에 의한 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c의 1개 이상의 화합물을 포함한다.
h) 하기 화학식의 1개 이상의 터페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 T>
(상기 식에서, R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 상기에 나타낸 의미 중 하나를 갖고,
화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 T1>
<화학식 T2>
<화학식 T3>
<화학식 T4>
<화학식 T5>
<화학식 T6>
<화학식 T7>
<화학식 T8>
<화학식 T9>
<화학식 T10>
<화학식 T11>
<화학식 T12>
<화학식 T13>
<화학식 T14>
<화학식 T15>
<화학식 T16>
<화학식 T17>
<화학식 T18>
<화학식 T19>
<화학식 T20>
<화학식 T21>
<화학식 T22>
<화학식 T23>
<화학식 T24>
(상기 식에서, R은 1-7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, R*는 2-7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, m은 1 내지 6의 정수를 나타냄). 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 의한 LC 매질은 바람직하게는 화학식 T 및 그의 바람직한 하위화학식의 터페닐을 0.5-30 중량%, 특히 1-20 중량%의 양으로 포함한다.
화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 1-5개의 C 원자를 갖는 알킬, 추가로 알콕시를 나타낸다.
터페닐은 바람직하게는 혼합물의 Δn 값이 ≥0.1이 될 경우 본 발명에 의한 혼합물 중에 사용된다. 바람직한 혼합물은 화학식 T의 1개 이상의 터페닐 화합물, 바람직하게는 화합물 T1 내지 T22의 군으로부터 선택된 것을 2-20 중량% 포함한다.
i) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 쿼터페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 Q>
(상기 식에서,
RQ는 모두 임의로 불소화되는, 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알케닐옥시이며,
XQ는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화알케닐 또는 알케닐옥시이며,
LQ1 내지 LQ6는 서로 독립적으로 H 또는 F이며, LQ1 내지 LQ6 중 1개 이상은 F임).
화학식 Q의 바람직한 화합물은 RQ가 2 내지 6개의 C-원자를 갖는 직쇄 알킬, 매우 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸을 나타내는 것이다.
화학식 Q의 바람직한 화합물은 LQ3 및 LQ4가 F인 것이다. 화학식 Q의 추가로 바람직한 화합물은 LQ3, LQ4 및, LQ1과 LQ2 중 1개 또는 2개가 F인 것이다.
화학식 Q의 바람직한 화합물은 XQ가 F 또는 OCF3, 매우 바람직하게는 F를 나타내는 것이다.
화학식 Q의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
<화학식 Q1>
<화학식 Q2>
(상기 식에서, RQ는 화학식 Q의 의미 중 하나 또는 상기 및 하기에 제시된 그의 바람직한 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸임).
화학식 Q1의 화합물, 특히 RQ가 n-프로필인 것이 특히 바람직하다.
바람직하게는 LC 매질에서 화학식 Q의 화합물의 비율은 >0 내지 ≤5 중량%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%이다.
바람직하게는 LC 매질은 화학식 Q의 1 내지 5개, 바람직하게는 1 또는 2개의 화합물을 함유한다.
화학식 Q의 쿼터페닐 화합물을 LC 매질 혼합물에 첨가하면 높은 UV 흡수를 유지하면서 ODF 얼룩을 감소시킬 수 있어서 신속하며 완전한 중합이 가능하여 강하며 그리고 신속한 경사각 생성이 가능하며, LC 매질의 UV 안정성을 증가시킨다.
또한, 포지티브 유전 이방성을 갖는 화학식 Q의 화합물을, 네가티브 유전 이방성을 갖는 LC 매질에 첨가하면 유전 상수 ε∥ 및 ε⊥의 값의 우수한 제어가 가능하며, 특히 유전 이방성 Δε 상수를 유지하면서 유전 상수 ε∥의 높은 수치를 달성할 수 있어서 킥-백(kick-back) 전압을 감소시키며, 잔상을 감소시킨다.
k) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 O1>
<화학식 O2>
<화학식 O3>
<화학식 O4>
<화학식 O5>
<화학식 O6>
<화학식 O7>
<화학식 O8>
<화학식 O9>
<화학식 O10>
<화학식 O11>
(상기 식에서, R1 및 R2는 상기에 나타낸 의미를 갖고, 바람직하게는 각각은 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 나타냄).
바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 포함한다.
l) 하기 화학식의 1개 이상의 화합물을 바람직하게는 >3 중량%, 특히 ≥5 중량%, 매우 특히 바람직하게는 5-30 중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 FI>
(상기 식에서,
R9는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7를 나타내고, (F)는 임의의 불소 치환기를 나타내고, q는 1, 2 또는 3을 나타내고, R7은 R1에 대하여 나타낸 의미 중 하나를 가짐).
화학식 FI의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 FI1>
<화학식 FI2>
<화학식 FI3>
<화학식 FI4>
<화학식 FI5>
<화학식 FI6>
<화학식 FI7>
<화학식 FI8>
(상기 식에서, R7은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고, R9는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타냄). 화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.
m) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 VK1>
<화학식 VK2>
<화학식 VK3>
<화학식 VK4>
(상기 식에서, R8은 R1에 대하여 나타낸 의미를 갖고, 알킬은 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타냄).
n) 테트라히드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 1개 이상의 화합물, 예를 들면 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 N1>
<화학식 N2>
<화학식 N3>
<화학식 N4>
<화학식 N5>
<화학식 N6>
<화학식 N7>
<화학식 N8>
<화학식 N9>
<화학식 N10>
(상기 식에서,
R10 및 R11은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환될 수 있는 알킬, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
R10 및 R11은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 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 나타냄).
o) 하기 화학식의 1개 이상의 디플루오로디벤조크로만 및/또는 크로만을 바람직하게는 3 내지 20 중량%의 양으로, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 BC>
<화학식 CR>
<화학식 RC>
(상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 R11에 대하여 상기에 나타낸 의미 중 하나를 갖고,
고리 M은 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이며,
Zm은 -C2H4-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O- 또는 -O-CO-이며,
c는 0, 1 또는 2임).
화학식 BC, CR 및 RC의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BC1>
<화학식 BC2>
<화학식 BC3>
<화학식 BC4>
<화학식 BC5>
<화학식 BC6>
<화학식 BC7>
<화학식 CR1>
<화학식 CR2>
<화학식 CR3>
<화학식 CR4>
<화학식 CR5>
<화학식 CR6>
<화학식 CR7>
<화학식 CR8>
<화학식 CR9>
<화학식 RC1>
<화학식 RC2>
<화학식 RC3>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, c는 1 또는 2이고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타냄). 알케닐 및 알케닐*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.
화학식 BC-2의 1개, 2개 또는 3개의 화합물을 포함하는 혼합물이 매우 특히 바람직하다.
p) 하기 화학식의 1개 이상의 불소화된 페난트렌 및/또는 디벤조푸란을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 PH>
<화학식 BF>
(상기 식에서, R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 R11에 대하여 상기에 나타낸 의미 중 하나를 갖고, b는 0 또는 1을 나타내고, L은 F를 나타내고, r은 1, 2 또는 3을 나타냄).
화학식 PH 및 BF의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 PH1>
<화학식 PH2>
<화학식 BF1>
<화학식 BF2>
(상기 식에서, R 및 R'는 각각 서로 독립적으로 1-7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타냄).
q) 하기 화학식의 1개 이상의 모노시클릭 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:
<화학식 Y>
(상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기가 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환될 수 있는 알킬, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2를 나타냄).
바람직하게는, L1 및 L2 모두는 F를 나타내거나 또는 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 Y1>
<화학식 Y2>
<화학식 Y3>
<화학식 Y4>
<화학식 Y5>
<화학식 Y6>
<화학식 Y7>
<화학식 Y8>
<화학식 Y9>
<화학식 Y10>
(상기 식에서, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알콕시는 1-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고, O는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타냄). 알케닐 및 알케닐*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-을 나타냄).
화학식 Y의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 Y6A>
<화학식 Y6B>
(상기 식에서, 알콕시는 바람직하게는 3, 4, 또는 5개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시를 나타냄).
r) 본 발명에 의한 중합성 화합물, 특히 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 것 및 공단량체 이외에 말단 비닐옥시 기 (-O-CH=CH2)를 함유하는 화합물을 포함하지 않는 LC 매질.
s) 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 중합성 화합물, 바람직하게는 본 발명에 의한 중합성 화합물, 특히 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 것으로부터 선택된 LC 매질.
t) 전체로서 혼합물 중에서 중합성 화합물, 특히 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 것의 비율이 0.05 내지 5%, 바람직하게는 0.1 내지 1%인 LC 매질.
u) 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화합물을 포함하는 LC 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 개개의 화합물의 함유량은 바람직하게는 각각의 경우에서 2 내지 20%이다.
v) 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화합물을 포함하는 LC 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 개개의 화합물의 함유량은 바람직하게는 각각의 경우에서 2 내지 20%이다.
w) 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 8개를 포함하는 LC 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 이들 개개의 화합물의 함유량은 바람직하게는 각각의 경우에서 2 내지 20%이다.
x) 전체로서 혼합물 중의 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인 LC 매질.
y) LC 호스트 혼합물이 알케닐 기를 함유하는 1개 이상의 화합물, 바람직하게는 R1 및 R2 중 1개 또는 둘다는 2-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 나타내는 화학식 CY, PY 및 LY, R3 및 R4 중 1개 또는 둘다 또는 R5 및 R6 중 하나 또는 둘다가 2-6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 나타내는 화학식 ZK 및 DK, 화학식 B2 및 B3, 매우 바람직하게는 화학식 CY15, CY16, CY24, CY32, PY15, PY16, ZK3, ZK4, DK3, DK6, B2 및 B3으로부터 선택된 것, 가장 바람직하게는 화학식 ZK3, ZK4, B2 및 B3으로부터 선택된 것으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 함유하는 LC 매질. LC 호스트 혼합물 중의 이들 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%이다.
z) 화학식 PY1-PY8로부터 선택된, 매우 바람직하게는 화학식 PY2의 1개 이상, 바람직하게는 1 내지 5개의 화합물을 함유하는 LC 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 1 내지 30%, 특히 바람직하게는 2 내지 20%이다. 이들 개개의 화합물의 함유량은 바람직하게는 각각의 경우에서 1 내지 20%이다.
z1) 화학식 T2의 1개 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물을 함유하는 LC 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 함유량은 바람직하게는 1 내지 20%이다.
z2) LC 호스트 혼합물이 화학식 BF1의 1개 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물 및 화학식 AY14, AY15 및 AY16으로부터 선택된, 매우 바람직하게는 화학식 AY14의 1개 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물을 함유하는 LC 매질. LC 호스트 혼합물 중의 화학식 AY14-AY16의 화합물의 비율이 바람직하게는 2 내지 35%, 매우 바람직하게는 3 내지 30%이다. LC 호스트 혼합물 중의 화학식 BF1의 화합물의 비율은 바람직하게는 0.5 내지 20%, 매우 바람직하게는 1 내지 15%이다. 추가로 바람직하게는, 이러한 바람직한 실시양태에 의한 LC 호스트 혼합물은 화학식 T, 바람직하게는 화학식 T1, T2 및 T5로부터 선택된, 매우 바람직하게는 화학식 T2 또는 T5의 1개 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물을 함유한다. LC 호스트 혼합물 매질 중의 화학식 T의 화합물의 비율은 바람직하게는 0.5 내지 15%, 매우 바람직하게는 1 내지 10%이다.
제2의 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 포지티브 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 LC 호스트 혼합물을 함유한다. 그러한 LC 매질은 PS-OCB-, PS-TN-, PS-포지-VA-, PS-IPS- 또는 PS-FFS-디스플레이에 사용하기에 특히 적절하다.
하기 화학식 AA 및 BB의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 함유하며, 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물 이외에, 화학식 CC의 1개 이상의 화합물을 임의로 함유하는 상기 제2의 바람직한 실시양태의 LC 매질이 특히 바람직하다:
<화학식 AA>
<화학식 BB>
<화학식 CC>
(상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고:
R21, R31, R41, R42는 각각 서로 독립적으로 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는 알케닐옥시이며, 이들 모두는 임의로 불소화되며,
X0는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화 알케닐 또는 알케닐옥시이며,
Z31은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합이고,
Z41, Z42는 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,
L21, L22, L31, L32는 H 또는 F이며,
g는 0, 1, 2 또는 3이며,
h는 0, 1, 2 또는 3임).
X0은 바람직하게는 F, Cl, CF3, CHF2, OCF3, OCHF2, OCFHCF3, OCFHCHF2, OCFHCHF2, OCF2CH3, OCF2CHF2, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCF2CF2CF3, OCF2CF2CClF2, OCClFCF2CF3 또는 CH=CF2, 매우 바람직하게는 F 또는 OCF3이다.
화학식 AA의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA1>
<화학식 AA2>
<화학식 AA3>
<화학식 AA4>
(상기 식에서, A21, R21, X0, L21 및 L22는 화학식 AA에 제시된 의미를 갖고, L23 및 L24는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이며, X0은 바람직하게는 F임). 화학식 AA1 및 AA2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 AA1의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA1a>
<화학식 AA1b>
<화학식 AA1c>
<화학식 AA1d>
<화학식 AA1e>
(상기 식에서, R21, X0, L21 및 L22는 화학식 AA1에 제시된 의미를 갖고, L23, L24, L25 및 L26은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이며, X0는 바람직하게는 F임).
화학식 AA1의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA1a1>
<화학식 AA1a2>
<화학식 AA1b1>
<화학식 AA1d1>
<화학식 AA1e2>
(상기 식에서, R21은 화학식 AA1에서 정의된 바와 같음).
화학식 AA2의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA2a>
<화학식 AA2b>
<화학식 AA2c>
<화학식 AA2d>
<화학식 AA2e>
<화학식 AA2f>
<화학식 AA2g>
<화학식 AA2h>
<화학식 AA2i>
<화학식 AA2j>
(상기 식에서, R21, X0, L21 및 L22는 화학식 AA2에 제시된 의미를 갖고, L23, L24, L25 및 L26은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고, X0는 바람직하게는 F임).
화학식 AA2의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA2a1>
<화학식 AA2c1>
<화학식 AA2d1>
<화학식 AA2e1>
<화학식 AA2f1>
<화학식 AA2h1>
<화학식 AA2i1>
<화학식 AA2i2>
<화학식 AA2j1>
<화학식 AA2j2>
(상기 식에서, R21 및 X0는 화학식 AA2에서 정의된 바와 같음).
화학식 AA3의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA3a>
<화학식 AA3b>
<화학식 AA3c>
(상기 식에서, R21, X0, L21 및 L22는 화학식 AA3에서 제시된 의미를 갖고, X0는 바람직하게는 F임).
화학식 AA4의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 AA4a>
(상기 식에서, R21은 화학식 AA4에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB1>
<화학식 BB2>
<화학식 BB3>
(상기 식에서, g, A31, A32, R31, X0, L31 및 L32는 화학식 BB에 제시된 의미를 갖고, X0는 바람직하게는 F임). 화학식 BB1 및 BB2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 BB1의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB1a>
<화학식 BB1b>
(상기 식에서, R31, X0, L31 및 L32는 화학식 BB1에 제시된 의미를 갖고, X0는 바람직하게는 F임).
화학식 BB1a의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB1a1>
<화학식 BB1a2>
<화학식 BB1a3>
<화학식 BB1a4>
<화학식 BB1a5>
<화학식 BB1a6>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB1에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB1b의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB1b1>
<화학식 BB1b2>
<화학식 BB1b3>
<화학식 BB1b4>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB1에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2a>
<화학식 BB2b>
<화학식 BB2c>
<화학식 BB2d>
<화학식 BB2e>
<화학식 BB2f>
<화학식 BB2g>
<화학식 BB2h>
<화학식 BB2i>
<화학식 BB2k>
(상기 식에서, R31, X0, L31 및 L32는 화학식 BB2에 제시된 의미를 갖고, L33, L34, L35 및 L36은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이며, X0는 바람직하게는 F임).
화학식 BB2의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2a1>
<화학식 BB2a2>
<화학식 BB2a3>
<화학식 BB2a4>
<화학식 BB2a5>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2b의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2b1>
<화학식 BB2b2>
<화학식 BB2b3>
<화학식 BB2b4>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2c의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2c1>
<화학식 BB2c2>
<화학식 BB2c3>
<화학식 BB2c4>
<화학식 BB2c5>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2d 및 BB2e의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2d1>
<화학식 BB2e1>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2f의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2f1>
<화학식 BB2f2>
<화학식 BB2f3>
<화학식 BB2f4>
<화학식 BB2f5>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2g의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2g1>
<화학식 BB2g2>
<화학식 BB2g3>
<화학식 BB2g4>
<화학식 BB2g5>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2h의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2h1>
<화학식 BB2h2>
<화학식 BB2h3>
(상기 식에서, R31 및 X0는 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2i의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2i1>
<화학식 BB2i2>
(상기 식에서, R31 및 X0는 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB2k의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB2k1>
<화학식 BB2k2>
(상기 식에서, R31 및 X0는 화학식 BB2에서 정의된 바와 같음).
화학식 BB1 및/또는 BB2의 화합물에 대한 대안으로 또는 그 이외에, LC 매질은 또한 상기 정의된 바와 같은 화학식 BB3의 1개 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 BB3의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 BB3a>
<화학식 BB3b>
(상기 식에서, R31은 화학식 BB3에서 정의된 바와 같음).
바람직하게는 이러한 제2의 바람직한 실시양태에 의한 LC 매질은 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물 이외에, -1.5 내지 +3 범위내의 유전 이방성을 갖는 1개 이상의 유전적 중성 화합물, 바람직하게는 상기 정의된 바와 같은 화학식 CC의 화합물의 군으로부터 선택된 것을 포함한다.
화학식 CC의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 CC1>
<화학식 CC2>
<화학식 CC3>
<화학식 CC4>
<화학식 CC5>
<화학식 CC6>
<화학식 CC7>
<화학식 CC8>
<화학식 CC9>
<화학식 CC10>
<화학식 CC11>
<화학식 CC12>
<화학식 CC13>
<화학식 CC14>
(상기 식에서, R41 및 R42는 화학식 CC에 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 불소화된 알킬 또는 불소화된 알콕시 또는, 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 알케닐, 알케닐옥시, 알콕시알킬 또는 불소화된 알케닐을 나타내고, L4는 H 또는 F임).
바람직하게는 제2의 바람직한 실시양태에 의한 LC 매질은 화학식 CC의 유전적 중성 화합물 이외에 또는 그에 대한 대안으로 화학식 DD의 화합물의 군으로부터 선택된, -1.5 내지 +3 범위내의 유전 이방성을 갖는 1개 이상의 유전적 중성 화합물을 포함한다:
<화학식 DD>
(상기 식에서, A41, A42, Z41, Z42, R41, R42 및 h는 화학식 CC에 제시된 의미를 가짐).
화학식 DD의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 DD1>
<화학식 DD2>
(상기 식에서, R41 및 R42는 화학식 DD에 제시된 의미를 갖고, R41은 바람직하게는 알킬(bedeutet)을 나타내고, 화학식 DD1에서 R42는 바람직하게는 알케닐, 특히 바람직하게는 -(CH2)2-CH=CH-CH3을 나타내고, 화학식 DD2에서 R42는 바람직하게는 알킬, -(CH2)2-CH=CH2 또는 -(CH2)2-CH=CH-CH3을 나타냄).
화학식 AA 및 BB의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 의한 LC 매질 중에 전체로서 혼합물 중에 2% 내지 60%, 더욱 바람직하게는 3% 내지 35%, 매우 특히 바람직하게는 4% 내지 30%의 농도로 사용된다.
화학식 CC 및 DD의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 의한 LC 매질 중에 전체로서 혼합물 중에 2% 내지 70%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 65%, 더 더욱 바람직하게는 10% 내지 60%, 매우 특히 바람직하게는 10%, 바람직하게는 15% 내지 55%의 농도로 사용된다.
상기 언급된 바람직한 실시양태의 화합물과 상기 기재된 중합된 화합물의 조합은 본 발명에 의한 LC 매질 중에서 낮은 역치 전압, 낮은 회전 점도 및 매우 우수한 저온 안정성과 동시에 일정하게 높은 투명점 및 높은 HR 값을 야기하며, PSA 디스플레이에서 특히 낮은 선경사각의 신속한 설정을 허용한다. 특히, LC 매질은 종래 기술로부터의 매질과 비교하여 PSA 디스플레이에서 상당히 단축된 반응 시간, 특히 또한 회색-색조 반응 시간을 나타낸다.
본 발명의 LC 매질 및 LC 호스트 혼합물은 바람직하게는 80 K 이상, 특히 바람직하게는 100 K 이상의 네마틱 상 범위 및 20℃에서 회전 점도 ≤250 mPa·s, 바람직하게는 ≤200 mPa·s를 갖는다.
본 발명에 의한 VA-유형 디스플레이에서, 스위치-오프 상태에서 LC 매질의 층에서의 분자는 전극 표면에 수직으로 정렬되거나 (호메오트로픽) 또는 경사형 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전극에 전압을 인가시, LC 분자의 재-정렬은 전극 표면에 평행한 종방향 분자축과 함께 발생한다.
특히 PS-VA 및 PS-UB-FFS 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 제1의 바람직한 실시양태에 의한 네가티브 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초하여 본 발명에 의한 LC 매질은 20℃ 및 1 ㎑에서 바람직하게는 -0.5 내지 -10, 특히 -2.5 내지 -7.5의 네가티브 유전 이방성 Δε를 갖는다.
PS-VA 및 PS-UB-FFS 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 의한 LC 매질에서 복굴절 Δn은 바람직하게는 0.16 미만, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.14, 매우 특히 바람직하게는 0.07 내지 0,12이다.
본 발명에 의한 OCB-유형 디스플레이에서, LC 매질의 층에서의 분자는 "벤드" 정렬을 갖는다. 전압을 인가시, LC 분자의 재정렬은 전극 면에 수직인 종축 분자축을 따라 발생한다.
PS-OCB, PS-TN, PS-IPS, PS-포지-VA 및 PS-FFS 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 의한 LC 매질은 바람직하게는 제2의 바람직한 실시양태에 의한 포지티브 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 것이며, 바람직하게는 20℃ 및 1 ㎑에서 +4 내지 +17의 포지티브 유전 이방성 Δε을 갖는다.
PS-OCB 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 의한 LC 매질에서 복굴절 Δn은 바람직하게는 0.14 내지 0.22, 특히 바람직하게는 0.16 내지 0.22이다.
PS-TN-, PS-포지-VA-, PS-IPS- 또는 PS-FFS-유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 의한 LC 매질에서의 복굴절 Δn은 바람직하게는 0.07 내지 0.15, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.13이다.
PS-TN-, PS-포지-VA-, PS-IPS- 또는 PS-FFS-유형의 디스플레이에 사용하기 위한 제2의 바람직한 실시양태에 의한 포지티브 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 본 발명에 의한 LC 매질은 바람직하게는 20℃ 및 1 ㎑에서 +2 내지 +30, 특히 바람직하게는 +3 내지 +20의 포지티브 유전 이방성 Δε를 갖는다.
본 발명에 의한 LC 매질은 또한 통상의 기술자에게 공지되며, 문헌에 기재된 추가의 첨가제, 예를 들면 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성 물질 또는 키랄 도펀트를 포함할 수 있다. 이들은 중합성 또는 비-중합성일 수 있다. 따라서, 중합성 첨가제는 중합성 성분 또는 성분 A)에 기인한다. 따라서, 비-중합성 첨가제는 비-중합성 성분 또는 성분 B)에 기인한다.
바람직한 실시양태에서, LC 매질은 1개 이상의 키랄 도펀트를 바람직하게는 0.01 내지 1%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 0.5%의 농도로 함유한다. 키랄 도펀트는 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 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 1개 이상의 키랄 도펀트의 라세메이트를 함유하며, 바람직하게는 상기 단락에서 언급된 키랄 도펀트로부터 선택된다.
또한, LC 매질에 전도성을 개선시키기 위한 예를 들면 0 내지 15 중량%의 다색성 염료, 또한 나노입자, 전도성 염, 바람직하게는 에틸디메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에테르의 착체 염 (예를 들면, 문헌 [Haller et al., Mol . Cryst. Liq . Cryst. 24, 249-258 (1973)] 참조) 또는, 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 변경시키기 위한 것을 첨가할 수 있다. 이러한 유형의 물질은 예를 들면 DE-A 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430 및 28 53 728에 기재되어 있다.
본 발명에 의한 LC 매질의 바람직한 실시양태 a)-z)의 개개의 성분은 공지되어 있거나 또는 그의 제조 방법은 관련 분야의 통상의 기술자에 의해 종래 기술로부터 용이하게 유래할 수 있는데, 이는 문헌에 기재된 표준 방법에 기초하기 때문이다. 화학식 CY의 해당 화합물은 예를 들면 EP-A-0 364 538에 기재되어 있다. 화학식 ZK의 해당 화합물은 예를 들면 DE-A-26 36 684 및 DE-A-33 21 373에 기재되어 있다.
본 발명에 의해 사용될 수 있는 LC 매질은 그 자체로 통상의 방식으로, 예를 들면 1개 이상의 전술한 화합물을 상기 정의된 바와 같은 1개 이상의 중합성 화합물 및 임의로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하여 생성된다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용된 성분의 원하는 양은 주요 성분을 생성하는 성분 중에 이롭게는 승온에서 용해된다. 또한, 성분의 용액을 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 클로로포름 또는 메탄올 중에서 혼합하고, 예를 들면 완전 혼합후 증류에 의해 용매를 다시 제거할 수 있다. 본 발명은 또한 본 발명에 의한 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 LC 매질이 또한 예를 들면 H, N, O, Cl, F를 중수소 등의 해당 동위원소에 의해 치환된 화합물을 포함할 수 있다는 것은 통상의 기술자에게는 말할 필요도 없다.
하기 실시예는 본 발명을 한정하지 않고 이를 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 통상의 기술자에게 바람직하게 사용되는 화합물의 바람직한 혼합물 개념 및 그의 개개의 농도 및 서로의 조합을 제시한다. 또한, 실시예는 성질 및 성질의 조합이 이용 가능하다는 것을 예시한다.
하기 약어를 사용한다:
(n, m, z: 각각의 경우에서 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6임)
표 A
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 의한 LC 매질은 표 A로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 포함한다.
표 B
표 B는 본 발명에 의한 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도펀트를 나타낸다.
LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 도펀트를 포함한다. LC 매질은 바람직하게는 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 도펀트를 포함한다.
표 C
표 C는 본 발명에 의한 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 나타내다.
(여기서 n은 1 내지 12, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8의 정수를 나타내고, 말단 메틸 기는 제시하지 않음).
LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다. LC 매질은 바람직하게는 표 C로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 안정화제를 포함한다.
표 D
표 D는 바람직하게는 반응성 메소겐 화합물로서 본 발명에 의한 LC 매질 중에 사용될 수 있는 예시의 화합물을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 메소겐 매질은 표 D로부터의 화합물의 군으로부터 선택된 1개 이상의 화합물을 포함한다.
또한, 하기 약어 및 부호를 사용한다:
V0: 역치 전압, 20℃에서의 전기용량 [V],
ne: 20℃ 및 589 ㎚에서의 특별 굴절률,
no: 20℃ 및 589 ㎚에서의 보통 굴절률,
Δn: 20℃ 및 589 ㎚에서의 광학 이등방성,
ε⊥: 20℃ 및 1 ㎑에서 디렉터에 대하여 수직인 유전율,
ε∥: 20℃ 및 1 ㎑에서 디렉터에 대하여 평행한 유전율,
Δε: 20℃ 및 1 ㎑에서의 유전 이방성,
cl.p., T(N,I): 투명점 [℃],
γ1: 20℃에서의 회전 점도 [mPa·s],
K1: 탄성률, 20℃에서의 "벌어진(splay)" 변형 [pN],
K2: 탄성률, 20℃에서의 "꼬인" 변형 [pN],
K3: 탄성률, 20℃에서의 "벤드" 변형 [pN].
명백하게 다른 의미로 명시하지 않는다면, 본원에서의 모든 농도는 중량%로 언급하며, 용매 없이 모든 고체 또는 액정 성분을 포함하는 전체로서 해당 혼합물에 관한 것이다.
명백하게 다른 의미로 명시하지 않는다면, 예를 들면 융점 T(C,N), 스멕틱(들)으로부터 네마틱 (N) 상으로의 전이 T(S,N) 및 투명점 T(N,I)에 대하여 본원에서 나타낸 모든 온도 값은 섭씨 (℃)로 언급한다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 투명점이다. 또한, C = 결정질 상태, N = 네마틱 상, S = 스멕틱 상 및 I = 등방성 상이다. 이들 부호 사이의 데이타는 전이 온도를 나타낸다.
모든 물성은 ("Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany)에 의해 측정하며 그리고 측정하였으며, 각각의 경우에서 명백하게 다른 의미로 명시하지 않는다면 20℃의 온도를 적용하며, Δn은 589 ㎚에서 측정하며, Δε은 1 ㎑에서 측정한다.
본 발명에서 용어 "역치 전압"은 또한 명백하게 다른 의미로 명시하지 않는다면 프리데릭스(Freedericks) 역치 전압으로서 공지된 역치 전기용량 (V0)에 관한 것이다. 실시예에서, 광학적 역치 전압은 또한 일반적으로 10% 상대적 콘트라스트 (V10)로 언급될 수 있다.
다른 의미로 명시하지 않는다면, 상기 및 하기에 기재된 바와 같이 PSA 디스플레이에서 중합성 화합물을 중합시키는 프로세스는 LC 매질이 액정 상, 바람직하게는 네마틱 상을 나타내는 온도에서 실시하며, 가장 바람직하게는 실온에서 실시한다.
다른 의미로 명시하지 않는다면, 테스트 셀의 제조 및 그의 전자광학 및 기타 성질의 측정의 방법은 하기에 기재된 바와 같이 또는 이와 유사한 방법에 의해 실시된다.
전기용량 역치 전압의 측정에 사용되는 디스플레이는 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 실시하는, 내부에 전극 층을 갖고, 상부에 비러빙 폴리이미드 정렬층을 각각 갖는 25 ㎛의 분리에서 2개의 평면-평행 유리 외부판으로 이루어진다.
경사각의 측정에 사용되는 디스플레이 또는 테스트 셀은, 2개의 폴리이미드 층이 서로에 대하여 역평행 러빙되며, 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 실시하는, 내부에 전극 층을 갖고, 상부에 폴리이미드 정렬층을 각각 갖는 4 ㎛의 분리에서 2개의 평면-평행 유리 외부판으로 이루어진다.
중합성 화합물은 사전지정된 시간 동안 디스플레이에 동시에 인가된 전압 (일반적으로 10 V 내지 30 V 교류, 1 ㎑)으로 정의된 강도의 UVA 광으로 조사에 의해 디스플레이 또는 테스트 셀 중에서 중합된다. 이러한 예에서, 다른 의미로 나타내지 않는다면, 금속 할라이드 램프 및 100 ㎽/㎠의 강도를 중합에 사용한다. 강도는 표준 UVA 계기 (UVA 센서가 있는 횐레(Hoenle) UV-계기 하이 엔드(high end))를 사용하여 측정한다.
경사각은 결정 회전 실험 (아우트로닉-멜처(Autronic-Melchers) TBA-105)에 의해 측정한다. 낮은 값 (즉, 90° 각도로부터의 큰 편차)은 여기서 큰 경사에 해당한다.
VHR 값은 하기와 같이 측정한다: 0.3%의 중합성 단량체 화합물을 LC 호스트 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 비러빙 VA-폴리이미드 정렬층을 포함하는 VA-VHR 테스트 셀에 투입한다. LC-층 두께 d는 다른 의미로 명시하지 않는다면 약 6 ㎛이다. VHR 값은 1 V, 60 Hz, 64 ㎲ 펄스에서 UV 노광 이전 및 이후에 100℃에서 5 분후 측정한다 (측정 기기: 아우트로닉-멜처 VHRM-105).
실시예
1
중합성 단량체 화합물 1은 하기와 같이 생성한다.
1a : DMF (80 ㎖) 중의 4-브로모레소르시놀 (15.00 g, 79.4 mmol) 및 에틸렌카르보네이트 (19.57 g. 222.2 mmol)의 용액에 무수 탄산칼륨 (4.39 g, 31.7 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 밤새 환류하였다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 100 ㎖ 물에 첨가하고, 2 M HCl로 조심스럽게 중화시켰다. 수성 상을 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기 상을 합하고, 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 고체 잔류물을 헵탄/에틸 아세테이트 4:1로 재결정시켜 1a를 백색 고체 (9.1 g)로서 제공한다.
1b : 350 ㎖ 1,4-디옥산 중의 1a (15.60 g, 56.3 mol) 및 4-벤질옥실페닐 보론산 (15.4 g, 67.5 mmol)의 용액에 73.9 g (320.8 mmol) 인산칼륨을 첨가하였다. 생성된 현탁액을 아르곤으로 조심스럽게 탈기시킨다. 그후, 트리스(디벤질리덴 아세톤)디팔라듐(0) (1.55 g, 1.7 mmol) 및 2-디시클로헥실포스핀-2',6'-디메톡실비페닐 (SPhos) (2.38 g, 5.6 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 밤새 교반한다. 실온으로 냉각시킨 후, 400 ㎖ 증류수 및 150 ㎖ 에틸아세테이트 및 150 ㎖ THF를 첨가하고, 혼합물을 냉각하에 6 M HCl 산으로 조심스럽게 pH~4로 중화시킨다. 수성 상을 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기 상을 합하고, 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 고체 잔류물을 용출제로서 THF/톨루엔 3:2를 사용한 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 1b를 백색 고체 (16.8 g)로서 얻는다.
1c : 테트라히드로푸란 (160 ㎖) 중의 1b (16.7 g, 43.9 mmol)의 용액을 활성탄 위의 팔라듐 (5%) (2.0 g)으로 처리하고, 19 시간 동안 수소화 처리한다. 그후, 촉매를 여과 제거하고, 나머지 용액을 진공하에서 농축시킨다. 잔류물을 톨루엔/에틸아세테이트 용매 혼합물로부터 1c로 재결정시켜 백색 고체 (12.5 g)로서 얻는다.
1 : 메타크릴산 (18.42 g, 214.0 mmol) 및 4-(디메틸아미노)피리딘 (0.5 g, 4.1 mmol)을 디클로로메탄 (180 ㎖) 중의 1c (12.5 g, 42.8 mmol)의 현탁액에 첨가한다. 반응 혼합물을 0℃에서 디클로로메탄 (20 ㎖) 중의 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 (34.50 g, 222.5 mmol)의 용액과 함께 적가 처리하고, 20 시간 동안 실온에서 교반한다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트 7:3을 사용하는 실리카 겔 크로마토그래피에 의해 정제한다. 얻은 생성물을 에탄올로부터 재결정시켜 1의 백색 결정 (10.1 g, mp. 42℃)을 얻는다.
실시예
2
중합성 단량체 화합물 2는 하기와 같이 시판 중인 3-플루오로-4-벤질옥실페닐 보론산으로부터 실시예 1과 유사하게 생성한다.
실시예 3
중합성 단량체 화합물 3은 하기와 같이 생성한다.
3a : 460 ㎖ 에틸 메틸케톤 중의 2-브로모-4-요오도-페놀 (75.00 g, 238.4 mmol)의 용액에 탄산칼륨 (39.50 g. 286.0 mmol)을 여러 부분으로 나누어 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 벤질브로마이드 (34.0 ㎖, 286.0 mmol)를 적가하고, 환류하면서 밤새 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 여과한다. 고체 잔류물을 아세톤으로 철저히 세정한다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 헵탄/톨루엔 7:3을 사용한 실리카 겔 크로마토그래피에 의해 정제한다. 미정제 생성물을 헵탄으로부터 추가로 재결정시켜 3a를 백색 고체 (85.7 g)로서 제공한다.
3b : 1,000 ㎖ 톨루엔 중의 3a (85.50 g, 220.0 mmol) 및 4-벤질옥실페닐 보론산 (49.11 g, 215.3 mmol)의 용액에 500 ㎖ 증류수 및 250 ㎖ 에탄올을 첨가하였다. 탄산칼륨 (64.06 g, 604.4 mmol)을 첨가한다. 그후, 생성된 현탁액을 아르곤으로 조심스럽게 탈기시킨다. 그후, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (9.11 g, 7.89 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 밤새 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 냉각하에 6 M HCl 산으로 조심스럽게 pH~7로 중화시킨다. 수성 상을 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기 상을 합하고, 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 고체 잔류물을 용출제로서 THF/톨루엔 9:1을 사용하는 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 미정제 생성물을 톨루엔으로부터 추가로 재결정시켜 3b를 회색빛 고체 (76.3 g)로서 제공한다.
3c : 340 ㎖ 1,4-디옥산 중의 3b (45.00 g, 99.0 mmol) 및 4-벤질옥실페닐 보론산 (15.81 g, 108.9 mmol)의 용액에 80 ㎖ 증류수를 첨가하였다. 탄산칼륨 (21.00 g, 198.0 mmol)을 첨가한다. 생성된 현탁액을 아르곤으로 조심스럽게 탈기시킨다. 그후, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II) 디클로라이드 (2.18 g, 2.97 mmol)를 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 밤새 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 냉각하에 2 M HCl 산으로 조심스럽게 pH~7로 중화시킨다. 수성 상을 메틸 t-부틸 에테르로 추출한다. 유기 상을 합하고, 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 고체 잔류물을 이소프로판올로부터 재결정시켜 3c를 백색 고체 (41.3 g)로서 제공한다.
3d : 테트라히드로푸란 (150 ㎖) 중의 3c (10.0 g, 21.8 mmol)의 현탁액을 활성탄 위의 팔라듐 (5%) (10.0 g)으로 처리하고, 30 시간 동안 수소화 처리한다. 그후, 촉매를 여과한다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 3d를 고체 (6.3 g)로서 얻는다.
3 : 메타크릴산 (9.39 g, 67.0 mmol) 및 4-(디메틸아미노)피리딘 (0.23 g, 1.9 mmol)을 디클로로메탄 (200 ㎖) 중의 3d (5.50 g, 19.1 mmol)의 현탁액에 첨가한다. 반응 혼합물을 0℃에서 디클로로메탄 (60 ㎖) 중의 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 (16.9 g, 109.0 mmol)의 용액으로 적가 처리하고, 20 시간 동안 실온에서 교반한다. 반응 혼합물을 진공하에서 농축시키고, 유상 잔류물을 용출제로서 클로로부탄/에틸 아세테이트 9:1로 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제한다. 얻은 생성물을 에탄올로부터 재결정시켜 3의 백색 결정 (2.7 g, mp. 105℃)을 얻는다.
실시예 4
중합성 단량체 화합물 4는 하기와 같이 생성한다.
4a : DMF (200 ㎖) 중의 4-브로모-이소프탈산 (21.00 g, 85.7 mmol)의 용액에 탄산칼륨 (27.24 g, 197.1 mmol)을 첨가한다. 생성된 현탁액에 (2-브로모-에톡시메틸)-벤젠 (40.00 g, 186.00 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 70℃에서 4 시간 동안 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 1,000 ㎖ 물에 첨가하고, 3×300 ㎖ 메틸-t-부틸 에테르 (MTBE)로 추출한다. 유기 상을 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트 3:2를 사용한 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 4a를 무색 오일 (36.1 g)로서 제공한다.
4b : 증류수 (20 ㎖) 중의 소듐 메타보레이트 사수화물 (5.86 g, 42.1 mmol)의 용액에 70 ㎖ THF 중의 4a (6.00 g, 26.3 mmol) 및 4-(벤질옥시)페닐 보론산 (12.00 g, 23.4 mmol)의 용액을 첨가한다. 아르곤으로 철저하게 탈기시킨 후, 비스(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드 (1.24 g, 1.7 mmol)를 첨가한 후, 수산화히드라지늄 (0.05 ㎖, 1 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 5 시간 동안 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 2 M HCl 산으로 조심스럽게 중화시킨다. 수성 상을 분리하고, 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기 상을 합하고, 무수 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 유기 용매를 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 톨루엔/에틸 아세테이트 9:1을 사용하는 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 4b를 갈색 오일 (13.2 g)로서 얻는다.
4c : 테트라히드로푸란 (130 ㎖) 중의 4b (13.0 g, 20.4 mmol)의 현탁액을 활성탄 위의 팔라듐 (5%) (10.0 g)으로 처리하고, 30 시간 동안 수소화시킨다. 그후, 촉매를 여과한다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 고체 잔류물을 용출제로서 톨루엔/에틸 아세테이트 5:1을 사용한 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 4c를 백색 고체 (5.6 g)로서 얻는다.
4 : 메타크릴산 (6.96 g, 80.8 mmol) 및 4-(디메틸아미노)피리딘 (0.20 g, 1.6 mmol)을 디클로로메탄 (60 ㎖) 중의 4c (5.60 g, 16.2 mmol)의 현탁액에 첨가한다. 반응 혼합물을 0℃에서 디클로로메탄 (20 ㎖) 중의 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 (12.9 g, 83.2 mmol)의 용액으로 적가 처리하고, 20 시간 동안 실온에서 교반한다. 반응 혼합물을 진공하에서 농축시키고, 유상 잔류물을 용출제로서 디클로로메탄을 사용하여 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제한다. 얻은 생성물을 에탄올로부터 재결정시켜 4의 백색 결정 (3.0 g, mp. 54℃)을 얻는다.
실시예 5
중합성 단량체 화합물 5는 하기와 같이 실시예 4와 유사하게 시판 중인 4-브로모-3-히드록실 벤조산으로부터 생성한다.
실시예
6
중합성 단량체 화합물 6은 하기와 같이 생성한다.
6a : DMF (140 ㎖) 중의 4-브로모-3-히드록시 벤조산(9.8 g, 45.2 mmol)의 용액에 탄산세슘 (33.84 g, 103.9 mmol)을 첨가한다. 생성된 현탁액에 (2-브로모-에톡시메틸)-벤젠 (21.37 g, 99.3 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 110℃에서 3 시간 동안 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 800 ㎖ 물에 첨가하고, 3×250 ㎖ 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기 상을 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트 7:3을 사용하는 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 6a를 무색 오일 (22.1 g)로서 얻는다.
6b : 70 ㎖ 1,4-디옥산 중의 6a (8.00 g, 15.5 mmol) 및 비스(피나콜라토)디보론 (4.08 g, 16.1 mmol)의 용액에 아세트산나트륨 (4.56 g, 46.6 mmol)을 첨가하였다. 아르곤으로 철저히 탈기시킨 후, 비스(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드 (0.45 g, 0.62 mmol)를 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 4 시간 동안 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 200 ㎖ 증류수를 첨가한다. 수성 상을 분리하고, 메틸 t-부틸 에테르로 추출한다. 유기 상을 합하고, 무수 황산나트륨 위에서 건조시키고, 실리카 겔을 통하여 여과시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 생성물 6b를 갈색 오일 (9.0 g)로서 얻는다.
6c : 100 ㎖ 톨루엔 중의 6b (9.00 g, 15.0 mmol) 및 4-브로모-2-에틸 요오도벤젠 (4.98 g, 16.0 mmol)의 용액에 50 ㎖ 증류수 및 25 ㎖ 에탄올을 첨가하였다. 탄산칼륨 (4.24 g, 40.0 mmol)을 첨가한다. 생성된 현탁액을 아르곤으로 조심스럽게 탈기시킨다. 그후, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (0.66 g, 0.57 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 밤새 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 냉각하에 6 M HCl 산으로 pH~7로 조심스럽게 중화시킨다. 수성 상을 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기 상을 합하고, 포화 NaCl 수용액으로 세정하고, 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 고체 잔류물을 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트 6:1을 사용하는 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 6c를 황색 오일 (6.0 g)로서 제공한다.
6d : 증류수 (20 ㎖) 중의 소듐 메타보레이트 사수화물 (2.30 g, 16.5 mmol)의 용액에 70 ㎖ THF 중의 6c (5.90 g, 9.19 mmol) 및 4-(벤질옥시)페닐 보론산 (2.51 g, 11.0 mmol)의 용액을 첨가한다. 아르곤으로 철저히 탈기시킨 후, 비스(트리페닐포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드 (0.37 g, 0.51 mmol)를 첨가한 후, 수산화히드라지늄 (0.05 ㎖, 1 mmol)을 첨가한다. 반응 혼합물을 환류 하에 가열하고, 12 시간 동안 교반한다. 실온으로 냉각한 후, 반응 혼합물을 2 M HCl 산으로 조심스럽게 중화시킨다. 수성 상을 분리하고, 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기 상을 합하고, 무수 황산나트륨 위에서 건조시킨다. 유기 용매를 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 톨루엔/에틸 아세테이트 9:1을 사용하는 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 6d를 무색 오일 (4.4 g)로서 얻는다.
6e : 테트라히드로푸란 (40 ㎖) 중의 6d (4.30 g, 6.0 mmol)의 현탁액을 활성탄 위의 팔라듐 (5%) (1.0 g)으로 처리하고, 18 시간 동안 수소화시킨다. 그후, 촉매를 여과한다. 용매를 진공하에서 제거한 후, 유상 잔류물을 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트 용매 혼합물을 사용하는 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 6e를 무색 오일 (2.3 g)로서 제공한다.
6 : 메타크릴산 (2.11 g, 24.5 mmol) 및 4-(디메틸아미노)피리딘 (0.10 g, 0.82 mmol)을 디클로로메탄 (30 ㎖) 중의 6e (2.30 g, 5.44 mmol)의 현탁액에 첨가한다. 반응 혼합물을 0℃에서 디클로로메탄 (10 ㎖) 중의 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 (3.89 g, 25.0 mmol)의 용액으로 적가 처리하고, 20 시간 동안 실온에서 교반한다. 반응 혼합물을 진공하에서 농축시키고, 유상 잔류물을 용출제로서 헵탄/에틸 아세테이트 용매 혼합물을 사용하는 실리카 겔 위의 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제한다. 얻은 생성물을 헵탄/에탄올 1:2로부터 재결정시켜 6의 백색 결정 (2.1 g, mp. 67℃)을 얻는다.
혼합물
실시예
1
네마틱 LC 호스트 혼합물 1은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 1에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
2
네마틱 LC 호스트 혼합물 2는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 2에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
3
네마틱 LC 호스트 혼합물 3은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 3에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
4
네마틱 LC 호스트 혼합물 4는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 4에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
5
네마틱 LC 호스트 혼합물 5는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 5에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
6
네마틱 LC 호스트 혼합물 6은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 6에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
7
네마틱 LC 호스트 혼합물 7은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 7에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
8
네마틱 LC 호스트 혼합물 8은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 8에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
9
네마틱 LC 호스트 혼합물 9는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 9에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
10
네마틱 LC 호스트 혼합물 10은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 10에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
11
네마틱 LC 호스트 혼합물 11은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 11에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 12
네마틱 LC 호스트 혼합물 12는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 12에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
13
네마틱 LC 호스트 혼합물 13은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 13에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
14
네마틱 LC 호스트 혼합물 14는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 14에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 15
네마틱 LC 호스트 혼합물 15는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 15에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
16
네마틱 LC 호스트 혼합물 16은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 16에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 17
네마틱 LC 호스트 혼합물 17은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 17에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
18
네마틱 LC 호스트 혼합물 18은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 18에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
19
네마틱 LC 호스트 혼합물 19는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 19에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 20
네마틱 LC 호스트 혼합물 20은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 20에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
21
네마틱 LC 호스트 혼합물 21은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 21에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 22
네마틱 LC 호스트 혼합물 22는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 22에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물
실시예
23
네마틱 LC 호스트 혼합물 23은 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 23에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 24
네마틱 LC 호스트 혼합물 24는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 24에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
혼합물 실시예 25
네마틱 LC 호스트 혼합물 25는 하기와 같이 배합한다.
6종의 중합성 혼합물은 각각 RM1 내지 RM6 중 각각의 1종을 네마틱 LC 호스트 혼합물 25에 0.3 중량%의 농도로 첨가하여 생성한다.
비교의 목적으로, 추가로 개개의 중합성 혼합물은 종래 기술의 2중반응성 단량체 C1을 각각의 네마틱 LC 호스트 혼합물 1-25에 0.3 중량%의 농도로 각각 첨가하고, 종래 기술의 2중반응성 단량체 C2를 각각의 네마틱 LC 호스트 혼합물 1-25에 0.3 중량%의 농도로 각각 첨가하여 생성한다.
사용예
본 발명에 의한 중합성 혼합물 및 중합성 비교용 혼합물을 각각 VA e/o 테스트 셀에 삽입한다. 테스트 셀은 러빙된 역평행의 VA-폴리이미드 정렬층 (JALS-2096-R1)을 포함한다 (호스트 혼합물 C를 사용한 테스트 셀의 경우 폴리이미드 AL64101을 사용한다). LC-층 두께 d는 약 4 ㎛이다.
각각의 테스트 셀을 24 Vrms (교류)의 전압의 인가로 나타낸 시간에 대하여 100 ㎽/㎠의 강도를 갖는 UV 광으로 조사하여 중합성 단량체 화합물의 중합을 야기한다.
UV 노광 이전 및 이후에 중합성 혼합물의 VHR 값은 상기 기재한 바와 같이 측정한다. 혼합물의 VHR 값은 하기 표 1에 제시한다.
<표 1> - VHR 값
1) "썬테스트"는 제1의 단계보다 더 긴 노광 시간을 제외하고, 더 낮은 UV 강도를 사용한 제2의 조사 단계를 의미함.
2) 이들 혼합물에 대한 테스트 셀에서, 폴리이미드 AL64101을 사용함
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, UV 노광후 본 발명에 의한 RM1 내지 RM6을 포함하는 중합성 혼합물의 VHR 값은 특히 호스트 혼합물 2 및 4와 알케닐 화합물을 포함하는 중합성 혼합물에서 단량체 C1을 포함하는 중합성 혼합물의 VHR 값보다 더 높다.
또한, 본 발명에 의한 RM1 내지 RM6은 초기 VHR 값에 비하여 2 시간 썬테스트후 VHR의 매우 작은 감소 또는 심지어 증가만을 나타낸다.
중합율을 측정하기 위하여, 테스트 셀에서 미중합된 RM (중량%)의 잔류 함유량은 각종 노광 시간 후 HPLC에 의해 측정한다. 이를 위하여, 각각의 혼합물을 명시한 조건하에서 테스트 셀에서 중합시킨다. 그후, 혼합물을 MEK (메틸 에틸 케톤)를 사용하여 테스트 셀을 헹구고, 측정한다.
상이한 노광 시간 후 혼합물 중의 각각의 단량체의 잔류 농도는 하기 표 2에 제시한다.
<표 2> 잔류 단량체 함유량
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 매우 신속하며 그리고 완전한 중합은 단량체 C1과의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에 비하여 본 발명에 의한 RM1 내지 RM6과의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서 달성된다.
경사각은 결정 회전 장치 (아우트로닉-멜처 TBA-105)에 의해 UV 조사 이전 및 이후에 측정한다.
경사각은 하기 표 3에 제시한다.
<표 3> - 경사각
표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 중합후 작은 경사각은 단량체 C1과의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서보다 더 작은 본 발명에 의한 RM1 내지 RM6과의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서 신속하게 달성된다.
전술한 값이 금속-할라이드 UV 램프 및 320 ㎚ UV 필터를 사용한 중합성 LC 매질의 중합 후 얻지만, 하기 표에는 340 ㎚ UV 필터를 사용한 것을 제외하고, 동일한 UV 램프를 사용한 조사후 얻은 값을 제시한다.
이는 더 긴 파장으로 이동된 방출 스펙트럼을 갖는 UV 램프를 사용하고 및/또는 더 낮은 강도를 갖는 UV 램프를 사용할 때 본 발명에 의한 RM의 개선된 성능을 입증한다.
테스트 셀 및 PI는 예를 들면 폴리이미드 AL64101을 사용한 호스트 혼합물 3 등을 사용한 테스트 셀의 경우 상기 실시예와 유사하다.
<표 4> - VHR 값
RM3을 포함하는 중합성 혼합물의 VHR 값은 RM C1 대신에 RM C2를 포함하는 중합성 혼합물과 비교하는데, 이는 C2가 RM3에 필적할 정도로 우수한 중합 속도를 갖기 때문이다. 하기 표 5에 나타낸 바와 같이, C1은 340 ㎚ 필터를 사용하여 더 느린 중합을 나타내므로 이롭지 않다.
표 4에 제시한 바와 같이, UV 노광후 RM3을 사용한 VHR 값은 종래 기술의 단량체 C2를 사용한 VHR 값보다 더 높다.
<표 5> 잔류 단량체 함유량
표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 매우 신속하며 그리고 완전한 중합은 단량체 C1 또는 C2와의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에 비하여 본 발명에 의한 RM3과의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서 달성된다.
<표 6> 경사각
표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 단량체 C1 또는 C2와의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이보다 작은, 본 발명에 의한 RM3과의 중합성 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서 신속하게 달성된다.
용해도 측정의 경우, RM1 내지 RM4 각각 및 종래 기술의 단량체 C1은 각각 시판 중인 네마틱 LC 혼합물 MJ011412 (머크 재팬 리미티드(Merck Japan Ltd.)) 중에 0.3 내지 3.0 중량%의 다양한 농도에서 용해시킨다. 샘플을 1,000 시간 동안 실온에서 보관하고, 균질한 용액이 잔존하는지를 체크한다. 샘플을 원심분리 및 여과한 후, 상청액 중의 잔류 단량체 농도를 측정한다.
1,000 시간 후 실온에서의 최대 잔류 단량체 농도:
본 발명에 의한 RM1 내지 RM4는 종래 기술의 단량체 C1보다 LC 호스트 혼합물 중에서의 용해성이 더 우수하다는 것을 알 수 있다.
Claims (19)
- 하기 화학식 I의 화합물.
<화학식 I>
상기 식에서,
각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고,
A1, A2는 서로 독립적으로 4 내지 30개의 고리 원자를 갖고, 모노- 또는 폴리시클릭이며, 또한 추가의 치환기를 함유할 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴을 나타내고,
Ra, Rb는 서로 독립적으로 P-Sp-, H, F, Cl, CN 또는, 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬을 나타내고, 여기서 1개 이상의 인접하지 않은 CH2-기는 O- 및/또는 S-원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 임의로 치환되고, 1개 이상의 H 원자는 각각 F, Cl 또는 P-Sp-에 의해 임의로 치환되고,
Sp는 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
P는 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, 중합성 기를 나타내고,
a, b는 서로 독립적으로 0, 1 또는 2를 나타낸다. - 제1항에 있어서,
A1 및 A2가 1개 이상의 기 L에 의해 임의로 치환된 벤젠 및 나프탈렌으로부터 선택되며, 여기서
L은 P-, P-Sp-, F, Cl, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의로 치환된 실릴, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 또한 1개 이상의 인접하지 않은 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 치환될 수 있고, 또한 1개 이상의 H 원자는 F, Cl, CN, P- 또는 P-Sp-에 의해 치환될 수 있고,
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
Y1은 할로겐인 것을 특징으로 하는 화합물. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 화학식으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
<화학식 I1>
<화학식 I2>
<화학식 I3>
<화학식 I4>
<화학식 I5>
상기 식에서, Ra, Rb, P 및 Sp는 제1항에서 정의된 바와 같고, 벤젠 고리는 제2항에서 정의된 바와 같은 1개 이상의 기 L에 의해 임의로 치환된다. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 하위화학식으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
<화학식 I1a>
<화학식 I2a>
<화학식 I3a>
<화학식 I3a>
<화학식 I4a>
<화학식 I5a>
상기 식에서, P 및 Sp는 제1항에서 정의된 바와 같고, 벤젠 고리는 제2항에서 정의된 바와 같은 1개 이상의 기 L에 의해 임의로 치환된다. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
<화학식 I1a1>
<화학식 I1a2>
<화학식 I1a3>
<화학식 I1a4>
<화학식 I1a5>
<화학식 I2a1>
<화학식 I2a2>
<화학식 I2a3>
<화학식 I2a4>
<화학식 I2a5>
<화학식 I3a1>
<화학식 I3a2>
<화학식 I3a3>
<화학식 I3a4>
<화학식 I3a5>
<화학식 I4a1>
<화학식 I4a2>
<화학식 I4a3>
<화학식 I4a4>
<화학식 I4a5>
<화학식 I5a1>
<화학식 I5a2>
<화학식 I5a3>
<화학식 I5a4>
상기 식에서,
P1, P2 및 P3은 서로 독립적으로 제1항에서 P에 대해 주어진 의미 중 하나를 갖고, Sp1, Sp2 및 Sp3은 서로 독립적으로 단일 결합과는 상이한 제1항에서 Sp에 대해 주어진 의미 중 하나를 갖는다. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 중합성 화합물을 포함하는 액정 (LC) 매질.
- 제6항에 있어서,
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 성분 A) 및
- 하나 이상의 메소겐 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 LC 성분 B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질. - 제6항 또는 제7항에 있어서, 하나 이상의 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
<화학식 CY>
<화학식 PY>
상기 식에서,
각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고:
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
은
을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 또한 1 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-에 의해 치환될 수 있고;
Zx는 -CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -O-, -CH2-, -CH2CH2- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L1-4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2를 나타낸다. - 제7항 또는 제8항에 있어서, 하기 화학식으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
<화학식 AN>
<화학식 AY>
상기 식에서,
각각의 라디칼이 각각의 경우에서 동일하거나 또는 상이하며, 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖고:
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알케닐 또는, 고리 X, Y 및 Z 중 1개 이상이 시클로헥세닐, 또한 RA2의 의미 중 하나를 나타내고,
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이며, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 치환될 수 있고,
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O-, 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,
L1-4는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2H, 바람직하게는 H, F 또는 Cl이고,
x는 1 또는 2이고,
z는 0 또는 1이다. - 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
<화학식 ZK>
상기 식에서,
각각의 라디칼은 하기 의미를 갖고:
은
을 나타내고,
은
을 나타내고,
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 또한 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-에 의해 치환될 수 있고,
Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF- 또는 단일 결합을 나타낸다. - 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 중합성 화합물이 중합되는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
- 제1항 내지 제5항 중 하나 이상에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하거나 또는 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이.
- 제12항에 있어서, PSA 유형 디스플레이인 LC 디스플레이.
- 제13항에 있어서, PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이인 LC 디스플레이.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 1개 이상이 광에 대한 투과성을 갖는 2개의 기판, 각각의 기판 위에 제공된 전극 또는 기판 중 오직 하나에만 제공된 2개의 전극, 기판 사이에 배치된 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 LC 매질의 층을 포함하며, 여기서 중합성 화합물은 디스플레이의 기판 사이에서 중합되는 것을 특징으로 하는 LC 디스플레이.
- 디스플레이의 기판 사이에 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 LC 매질을 충전하거나 또는 다르게는 제공하는 단계 및 중합성 화합물을 중합시키는 단계를 포함하는, 제15항에 따른 LC 디스플레이의 제조 방법.
- 하기 화학식 II의 화합물.
<화학식 II>
상기 식에서, Sp, A1, A2, a 및 b는 제1항에서 정의된 바와 같고, Pg는 OH, 보호된 히드록실 기 또는 차폐된 히드록실 기를 나타낸다. - 탈수 시약의 존재 하에 해당 산, 산 유도체 또는 기 P를 함유하는 할로겐화 화합물를 사용하는 Pg가 OH를 나타내는 제17항의 화합물의 에스테르화에 의해, P가 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타내는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 화학식 I의 화합물의 제조 방법.
- 하나 이상의 메소겐 또는 액정 화합물 또는 제7항에서 정의된 바와 같은 액정 성분 B)를 제1항 내지 제5항 중 하나 이상에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 임의로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항의 LC 매질의 제조 방법.
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