KR20160021062A

KR20160021062A - 액정 매질

Info

Publication number: KR20160021062A
Application number: KR1020150115109A
Authority: KR
Inventors: 그라치아노 아르체티; 멜라니 클라젠-멤머; 로코 포르테; 사비네 쇤
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2016-02-24
Also published as: CN105400522B; US20160046863A1; JP2016041804A; EP2985334A1; EP2985334B1; TWI677564B; US9714381B2; TW201612298A; CN105400522A

Abstract

본 발명은, 하기 화합물을 포함하는 극성 화합물의 혼합물을 기반으로 하는 액정 매질, 및 특히 VA, PSA,PS-VA, IPS, FFS, PS-IPS 및 PS-FFS 기술을 기반으로하는 능동- 또는 수동 매트릭스 어드레싱된 디스플레이, 바람직하게는 자가-정렬 VA 모드용 광학 디스플레이에서의 LC 혼합물의 용도에 관한 것이다:
- 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물:

[상기 식에서, R¹, L¹, L², L³ 및 m은 청구항 제 1 항에 정의된 의미를 가짐]; 및
- 하기 화학식 I-A 내지 I-K의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물:

[상기 식에서, R¹, R¹ ^*, a, L¹ 및 L²는 제 1 항에 정의된 의미를 가짐].

Description

액정 매질{LIQUID-CRYSTALLINE MEDIUM}

본 발명은 LC 디스플레이, 특히 배향 층, 즉 하나 이상의 자가-정렬 첨가제를 포함하는 폴리이미드 층을 갖지 않는 디스플레이용 액정 매질에 관한 것이다.

이러한 유형의 매질은 특히 ECB 효과를 기초로 한 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 어드레싱을 갖는 광학 디스플레이에 사용될 수 있다.

전기적으로 조절된 복굴절률, ECB 효과 또는 DAP(배향된 상의 변형) 효과의 원리는 1971년에 최초로 기재되었다(문헌[M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19(1971), 3912]). 문헌[J.F. Kahn, Appl. Phys. Lett. 20(1972), 1193] 및 [G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44(1973), 4869]이 뒤를 이었다.

문헌[J. Robert and F. Clerc(SID 80 Digest Techn. Papers(1980), 30); J. Duchene(Displays 7(1986), 3)] 및 [H. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers(1982), 244)]은 ECB 효과에 기초한 고정보 디스플레이 소자에 사용하기에 적합하도록, 액정 상이 높은 값의 탄성 상수 K₃/K₁의 비, 높은 값의 광학 이방성 Δn 및 -0.5 이하 값의 유전 이방성 Δε을 가져야 한다는 것을 보여준다. ECB 효과에 기초한 전기-광학 디스플레이 소자는 호메오트로픽 엣지 배향(homeotropic edge alignment)(VA 기술 = v ertically a ligned)을 가진다.

ECB 효과를 이용하는 디스플레이, 예를 들면 MVA(multi-domain vertical alignment)(예컨대, 문헌[Yoshide, H. et al., paper 3.1:"MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6-9] 및 [Liu, C.T. et al., Paper 15.1:"A 46-in TFT-LCD HDTV Technology...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750-753]), PVA(patterned vertical alignment)(예컨대, 문헌[Kim, Sang Soo, Paper 15.4:"Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760-763]), ASV(advanced super view)(예컨대, 문헌[Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Harofumi, paper 15.2:"Development of High Quality LCD TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754-757]) 방식의 소위 VAN(vertically aligned nematic) 디스플레이는 IPS(in-plane switching) 디스플레이(예컨대, 문헌[Yeo, S.D., paper 15.3:"An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 & 759]) 및 장기 공지된 TN(twisted nematic) 디스플레이뿐만 아니라, 특히 텔레비전 분야에서 현재 가장 중요한 액정 디스플레이의 3가지 이상의 최근 유형 중 하나로서 수립되었다. 이 기술들은 예를 들어 문헌[Souk, Jun, SID Seminar 2004, Seminar M-6:"Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26] 및 [Miller, Ian, SID Seminar 2004, Seminar M-7:"LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 - M-7/32])에서 일반적인 형태로 비교된다. 예를 들어, 문헌[Kim, Hyeon Kyeong et al., paper 9.1:"A 57-in Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106-109]의 오버-드라이브(over-drive)를 사용하는 어드레싱 방법에 의해 현대 ECB 디스플레이의 응답 시간의 달성은 상당히 개선되었음에도 불구하고, 특히 그레이 쉐이드(grey shade)의 변환시 비디오-호환 응답 시간의 달성은 여전히 만족스럽게 해결되지 않은 문제점이다.

전기-광학 디스플레이 소자에서의 이러한 효과의 산업적 응용은 다수의 요건을 충족시켜야 하는 LC 상을 요구한다. 습기, 공기 및 물리적 영향에 대한 화학적 내성, 예컨대 열, 적외선, 가시광선 및 자외선, 및 직류 및 교류 전계가 특히 중요하다.

또한, 산업적으로 유용한 LC 상은 적합한 온도 범위 및 낮은 점도에서의 액정 메조상(mesophase)을 가질 것이 요구된다.

액정 메조상을 갖는 공개된 일련의 화합물은 이러한 모든 요건을 충족시키는 단일 화합물을 포함하지 않는다. 따라서, LC 상으로서 사용될 수 있는 물질을 얻기 위해 2 내지 25개, 바람직하게는 3 내지 18개의 화합물의 혼합물이 일반적으로 제조된다. 그러나, 큰 음의 유전 이방성 및 충분한 장기 안정성을 갖는 액정 물질을 얻을 수 없기 때문에 이러한 방법으로 최적의 상을 용이하게 제조할 수 없었다.

매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)가 공지되어 있다. 각각의 픽셀을 각각 전환시키기 위해 사용될 수 있는 비-선형 소자는, 예를 들어 능동 소자(즉, 트랜지스터)이다. 이후 하기와 같이 2가지 유형으로 구별될 수 있는 "능동 매트릭스"란 용어가 사용된다:

1. 실리콘(silicon) 웨이퍼 기판상의 MOS(금속 산화물 반도체) 트랜지스터

2. 유리 플레이트 기판상의 박막 트랜지스터(TFT).

제 1 유형의 경우, 사용된 전기-광학 효과는 일반적으로 동적 산란 또는 게스트-호스트 효과이다. 다양한 부분-디스플레이의 모듈식 어셈블리는 결합의 문제를 초래하기 때문에 기판 물질로서의 단결정질 실리콘의 사용은 디스플레이 크기를 제한한다.

보다 유망한 바람직한 제 2 유형의 경우, 사용되는 전기-광학 효과는 일반적으로 TN 효과이다.

이 두 가지 기술은 예를 들어 CdSe와 같은 화합물 반도체를 포함하는 TFT, 또는 다결정 또는 비결정 실리콘에 기초한 TFT로 구분된다. 후자 기술은 세계적으로 집중적으로 연구되고 있다.

TFT 매트릭스는 디스플레이의 하나의 유리 플레이트의 내부에 적용되는 반면, 다른 유리 플레이트는 이의 내부에 투명한 상대 전극을 갖는다. 픽셀 전극의 크기를 비교할 때, TFT는 매우 작고 실제로 이미지에 악영향이 없다. 이러한 기술은 또한 풀-컬러(full-colour) 구현가능한 디스플레이로 연장될 수 있고, 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크는 필터 요소가 각각의 전환가능한 픽셀의 반대쪽에 있도록 배열된다.

용어 "MLC 디스플레이"는 통합된 비선형 요소, 즉 또한 능동 매트릭스를 가진 임의의 매트릭스 디스플레이, 또한 수동 요소 예컨대 배리스터 또는 다이오드(MIM　=　금속-절연체-금속)를 갖는 디스플레이를 포함한다.

이러한 유형의 MLC 디스플레이는 특히 TV 제품(예컨대, 휴대용 TV) 또는 자동차 또는 항공기 구성에서의 고정보 디스플레이에 특히 적합하다. 콘트라스트의 각 의존성 및 응답 시간에 관한 문제 외에도, 액정 혼합물의 불충분한 높은 비저항으로 인해 MLC 디스플레이에서 여러 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, pp. 141 ff., Paris]; 및 [STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145ff., Paris]). 저항이 감소하는 경우, MLC 디스플레이의 콘트라스트는 악화된다. 디스플레이의 내부 표면과의 상호작용으로 인해 액정 혼합물의 비저항은 일반적으로 MLC 디스플레이의 사용기간에 걸쳐 강하되기 때문에, 오랜 작동기간 동안 허용가능한 저항값을 가져야 하는 디스플레이에서는 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다.

따라서, MLC 디스플레이는 다양한 그레이 쉐이드가 생성될 수 있도록 매우 높은 비저항과 동시에 큰 작동-온도 범위, 짧은 응답 시간 및 낮은 문턱 전압을 가질 것이 요구된다.

빈번하게 사용되는 MLC-TN 디스플레이의 단점은, 이의 비교적 낮은 콘트라스트, 상대적으로 높은 시야각 의존성 및 이러한 디스플레이에서의 그레이 쉐이드의 생성의 곤란성에 기인한다.

VA 디스플레이는 상당히 더 좋은 시야각 의존성을 가지고, 따라서 텔레비전 및 모니터에 주로 사용된다. 그러나, 여기서도 특히 60 Hz를 초과하는 프레임 속도(상 변화 주파수/반복 속도)를 갖는 텔레비전을 사용하는 경우에 여전히 개선되어야 하는 것은 응답 시간이다. 그러나, 이와 동시에, 예를 들어 저온 안정성과 같은 특성이 손상되어서는 안 된다.

액정 (LC) 혼합물의 신뢰성은 오늘날의 LCD 산업에서 주요한 이슈 중 하나이다. 주요 양태는 LCD의 백라이트 유닛으로부터 방출된 빛에 대한 액정 분자의 안정도이다. LC 물질의 광 유도된 반응은 잔상으로 알려진 디스플레이 결함을 유발시킬 수 있다. 이는 LCD의 수명을 매우 감소시키고, LCD 산업에서의 주요 신뢰성 기준 중 하나이다.

예를 들어, 알켄일-잔기를 갖는 LC 물질을 함유하는 액정 혼합물은 종종 장기간의 백라이트 조사(irratiation) 동안 몇몇 종류의 열화(degradation)를 보여준다. 이 열화는, 한정된 시간 동안 백라이트 조사된 LC 혼합물의 전압 보유율(VHR)을 측정함으로써 관측될 수 있다.

또한, 특히 PS-VA 기술에 있어, 반응성 메소젠(RM)의 경화에 필요한 UV-광과 같은 다른 종류의 조사는, 시험셀 또는 디스플레이의 VHR 값의 감소를 야기할 수 있다. 이 효과를 감소시키기 위한 컷-필터의 사용은 적용가능성이 한정되어있다. 경화-광의 파장을 증가시킴으로써, VHR 값은 개선되지만, 동시에 RM의 반응 속도는 감소하고, 이 효과는 LCD 산업의 필요 조건을 충족시키지 못한다.

따라서, LC 혼합물의 광 유도된 열화를 크게 감소시키는 해결책이 필요하다. 특히, LCD 성능 면에서, 더 빠른 스위칭 시간, 따라서 더 나은 동영상 성능을 달성하기 위하여 알켄일 측쇄를 포함하는 액정 화합물을 사용하려는 시도가 있다. 또한 3D 제품을 비롯하여 특히 LCD TC 트렌드가 더 높은 프레임 속도, 예컨대 200 Hz 이상으로 가는 추세가 명백하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 특히, ECB 효과에 기초하고 상기 기술한 단점을 갖지 않거나 매우 적은 정도로 갖는 특히 모니터 및 TV 제품, 특히 VA, PSA 및 PS-VA 제품에 사용되는 자가 정렬 첨가제 및 액정 혼합물을 제공하는 목적을 갖는다. 특히, 이는 또한 매우 높거나 매우 낮은 온도에서 작동하고, 짧은 응답 시간을 갖고 개선된 신뢰성 거동을 가지며, 특히 장시간의 작동 후에도 이미지 잔상이 전혀 없거나 현저히 감소된 모니터 및 텔레비전을 보장한다.

통상적인 VA-디스플레이에서는, 폴리이미드(PI) 층이 LC의 필요한 호메오트로픽 배향을 유도하기 위해 필요하다. 이의 생산으로 인한 상당한 비용 이외에도, PI 및 LC 사이의 불량한 상호작용은 종종 VA-디스플레이의 전기 저항의 감소를 유발한다. 따라서 디스플레이의 전반적인 스위칭 양태의 희생(예컨대, 더 긴 스위칭 시간)으로, 유용한 LC 분자의 수가 상당히 감소한다. 따라서 PI를 배제하면서 필요한 호메오트로픽 배향을 위한 대안을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 LC 매질이 LC 디스플레이, 특히 임의의 정렬 층(폴리이미드 층)이 없는 디스플레이에서 사용되는 경우, 이들 및 다른 목표가 달성될 수 있다는 것이 확인되었다.

하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 혼합물은 WO 2014/090362 A1으로부터 이미 공지되어 있다. 선행 기술의 혼합물과 반대로, 본 발명의 LC 혼합물은 정렬 첨가제의 사용과 비교적 다량의 -20 ℃에서 1000 시간 이상의 매우 우수한 저온 안정성을 유지함으로써 등명점을 향상시키는 물질의 사용을 조합하여, 상기 혼합물이 바람직하게는 옥외 용도로 적합하게 한다.

본 발명의 요지는, 바람직하게는 80℃ 초과의 높은 등명점 및 우수한 저온 안정성(LTS)을 갖는 그러한 혼합물을 제공할 수 있다는 것이다.

따라서 본 발명은 하기를 포함하는 액정 매질에 관한 것이다:

- 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물:

[상기 식에서,

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

, -O-, -CO-O-, -O-CO-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고,

L¹, L² 및 L³은, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF₃, CHF₂ 또는 1 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 F 또는 알킬을 나타내고,

m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타냄];

및

- 하기 화학식 I-A 내지 I-K의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물:

[상기 식에서,

R¹, R¹ ^* 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때, 이들 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,

a는 0 또는 1을 나타내고,

L¹ 및 L²는, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF₃ 또는 CHF₂를 나타냄].

본 발명에 따른 바람직한 LC 혼합물은 음의 유전 이방성(Δε)을 특징으로한다.

이러한 종류의 혼합물은 어떠한 정렬 층도 포함하지 않는 디스플레이에서 사용하기에 매우 적절하다. 액정 디스플레이 소자는, 일반적으로, 이의 액정 분자가 미리 결정된 방향으로 배향되고 배향 필름이 액정 혼합물 쪽에서 각각의 기판에 형성되는 방식으로, 액정 혼합물이 한 쌍의 절연 기판, 예를 들어 유리 기판 사이에 밀봉되어 있는 구조를 갖는다. 배향 필름의 물질로서, 거의 폴리이미드(PI)가 사용된다. LC 분자의 호메오트로픽 배향은 특히 PVA, PS-VA, VA, PM(수동 매트릭스)-VA 등과 같은 LC 모드에 필요하고, 배향 필름 없이 자가-정렬 첨가제의 사용에 의해 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 혼합물은, 아무런 자가-정렬 첨가제가 없는 LC 혼합물에 비하여 개선된 광 및 온도 안정성을 보여준다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 혼합물은 하나 이상의 자가-정렬 첨가제 및 하나 이상의 중합성 화합물(또한 반응성 메소젠(RM)으로 불림)을 추가로 포함한다. 이러한 종류의 LC 혼합물은 PI-부재 PS-VA 디스플레이에 매우 적합하다. 자가-정렬 첨가제에 의해 LC 분자의 정렬이 유도될 수 있고, 유도된 배향(선경사)은, 다중도메인 스위칭에 적합한 조건하에서 RM의 중합에 의해 추가로 조정되거나 안정화될 수 있다. UV-경화 조건을 조정함으로써, 하나의 단계로 스위칭 시간 및 명암비를 동시에 개선할 수 있다. 광 스트레스(UV-경화 및 백라이트 (BLT) 모두) 이후 혼합물(VHR)의 신뢰성은, "전형적인" PI-코팅된 시험 셀 내에 충전된 임의의 자가-정렬 첨가제가 없는 LC 혼합물에 비하여 개선된다. 또한, UV-경화는, RM의 중합이 여전히 적절히 빠르고 VHR 값이 허용가능한 수준에 있는 파장에서, 차단 필터를 사용하여 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 혼합물은 바람직하게는 70℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상, 특히 90℃ 이상의 등명점, 매우 유리한 값의 용량 역치, 비교적 높은 값의 보전율과 동시에 -20℃ 내지 -30℃에서 매우 양호한 저온 안정성뿐만 아니라 매우 낮은 회전 점도 및 짧은 응답 시간을 갖는 매우 넓은 네마틱 상 범위를 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물의 몇몇 바람직한 실시양태는 하기와 같다.

화학식 I의 화합물에서, R¹은 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁, n-C₆H₁₃, 또한 알켄일옥시, 특히 OCH₂CH=CH₂, OCH₂CH=CHCH₃, OCH₂CH=CHC₂H₅, 알콕시, 특히 OC₂H₅, OC₃H₇, OC₄H₉, OC₅H₁₁ 및 OC₆H₁₃을 나타낸다.

화학식 I의 화합물에서, L¹, L² 및 L³은 각각 독립적으로 바람직하게는 H 또는 F 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. 화학식 I의 화합물에서, L¹, L² 및 L³은 가장 바람직하게는 H를 나타낸다.

m은 바람직하게는 0 또는 1을 나타낸다.

화학식 I의 바람직한 화합물은 하기 하위화학식 I-1 내지 I-36의 화합물이다:

상기 식에서,

R¹은 제 1 항에 주어진 의미를 갖고, 바람직하게는 1 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물은 매우 특히 하기 하위화학식의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 자가-정렬 첨가제를 포함한다:

상기 식에서, 알킬은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼, 바람직하게는 C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁, n-C₆H₁₃ 또는 n-C₇H₁₅, 가장 바람직하게는 n-C₃H₇을 나타낸다.

특히 바람직한 혼합물은 하기 화학식 I-2a-1의 화합물을 포함한다:

.

화학식 I의 화합물은 유기 화학에 대한 표준 문헌, 예컨대, 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기술되어 있는 당업계 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.

화학식 I의 화합물은 예컨대 하기와 같이 제조될 수 있다.

반응식 1

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 1개, 2개, 3개, 4개 이상, 바람직하게는 1개의, 바람직하게는 화학식 I-1 내지 I-36의 화합물로부터 선택되는 자가-정렬 첨가제를 포함한다.

화학식 I의 자가-정렬 첨가제는 바람직하게는 혼합물 전체를 기준으로 0.01 중량% 이상의 양, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%의 양으로 액정 매질에서 사용된다. 전체 혼합물을 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 하나 이상의 자가-정렬 첨가제, 특히 화학식 I-1 내지 I-36의 화합물의 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 액정 매질이 특히 바람직하다.

바람직하게는 2.5 내지 5 중량%의 화학식 I의 화합물의 사용은, 통상적인 LC 두께(3 내지 4 μm) 및 디스플레이 산업에서 사용된 기판 물질을 위한 LC 층의 완전한 호메오트로픽 정렬을 제공한다. 특수 표면 처리가 화학식 I의 화합물의 양을 2.5 중량% 미만으로 현저하게 감소시킬 수 있다.

화학식 I-A 내지 I-K의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물이다:

상기 식에서,

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

알콕시 또는 O-알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고,

L¹ 및 L²는, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF₃ 또는 CHF₂, 바람직하게는 H 또는 F를 나타낸다.

특히, 하기 화학식 I-A의 화합물이 바람직하다:

상기 식에서, 알킬, 알킬^* 및 알콕시는 상기 주어진 의미를 갖는다.

바람직한 화학식 I-A의 하위-화학식은 화학식 I-A-2a, I-A-4a, I-A-6a 및 I-A-7a의 화합물이다.

바람직한 혼합물은 하나 이상의 화학식 I-A-2a의 화합물 및/또는 하나 이상의 화학식 I-A-4a의 화합물을 포함한다.

바람직한 화합물은 화학식 IA-4a의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A-7a의 화합물을 포함한다.

바람직한 혼합물은 하나 이상의 화학식 I-A-2a의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A-4a의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A-7a의 화합물을 포함한다.

특히 바람직한 혼합물은 하나 이상의 화학식 IA-2a의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A-4a의 화합물을 포함한다.

특히 바람직한 혼합물은 하나 이상의 화학식 I-A-2a의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A-4a의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-B-1의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 1종, 2종, 3종, 4종 이상, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종의, 화학식 I의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 1종, 2종, 3종, 4종 이상, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종의, 화학식 I-A의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 1종, 2종, 3종, 4종 이상, 바람직하게는 1종 또는 2종의, 화학식 I-B의 화합물을 포함한다.

화학식 I-A의 화합물은 바람직하게는, 전체 혼합물을 기준으로, 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 60 중량%의 양으로 액정 매질에 사용된다. 화학식 IB의 화합물은 바람직하게는, 전체 혼합물을 기준으로, 0 내지 35 중량%, 바람직하게는 2 내지 25　중량%의 양으로 액정 매질에 사용된다. 화학식 I-A 및 I-B의 화합물은 바람직하게는, 전체 혼합물을 기준으로, 바람직하게는 20 중량% 이상, 25 내지 60 중량%, 특히 30 내지 60 중량%의 양으로 액정 매질에 사용된다.

화학식 I-C 내지 I-I의 화합물은 바람직하게는, 전체 혼합물을 기준으로, 0.5 내지 25 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%의 양으로 액정 매질에 사용된다.

본 발명에 따른 액정 매질의 바람직한 실시양태는 하기 기재된 바와 같다:

a) 하기 화학식 IIA, IIB 및 IIC의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,

R^2A, R^2B 및 R^2C는, 각각 서로 독립적으로, H, 비치환되거나 CN 또는 CF₃로 단일 치환되거나 할로겐으로 적어도 단일 치환된, 15 개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내고, 이때 상기 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-,

, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,

L¹ 내지 L⁴는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, CF₃ 또는 CHF₂를 나타내고,

Z² 및 Z^2'는 각각, 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CHCH₂O-를 나타내고,

p는 0, 1 또는 2를 나타내고,

q는 0 또는 1을 나타내고,

v는 1 내지 6을 나타낸다.

화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, Z²는 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있다. 화학식 IIB의 화합물에서, Z² 및 Z^2'는 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있다.

화학식 IIA, IIB 및 IIC의 화합물에서, R^2A, R^2B 및 R^2C는 각각 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁을 나타낸다.

화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, L¹, L², L³ 및 L⁴는 바람직하게는 L¹=L²=F 및 L³=L⁴=F, 또한 L¹=F 및 L²=Cl, L¹=Cl 및 L²=F, L³=F 및 L⁴=Cl, L³=Cl 및 L⁴=F를 나타낸다. 화학식 IIA 및 IIB에서 Z² 및 Z^2'는 바람직하게는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합, 또한 -C₂H₄- 또는 -CH₂O- 가교를 나타낸다.

화학식 IIB에서, Z²=-C₂H₄- 또는 -CH₂O-인 경우, Z^2'는 바람직하게는 단일 결합이거나, Z^2'=-C₂H₄- 또는 -CH₂O-인 경우, Z²는 바람직하게는 단일 결합이다. 화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, (O)C_vH_2v ₊ ₁는 바람직하게는 OC_vH_2v ₊₁, 또한 C_VH_2v ₊ ₁를 나타낸다. 화학식 IIC의 화합물에서, (O)C_vH_2v ₊ ₁는 바람직하게는 C_vH_2v ₊₁을 나타낸다. 화학식 IIC의 화합물에서, L³ 및 L⁴는 바람직하게는 각각 F를 나타낸다.

화학식 IIA, IIB 및 IIC의 바람직한 화합물은 하기에 기재되어 있다:

상기 식에서,

알켄일 및 알켄일^*은, 각각 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 혼합물은 화학식 IIA-2, IIA-8, IIA-14, IIA-29, IIA-35, IIA-74, IIB-2, IIB-11, IIB-16 및 IIC-1을 포함한다.

전체 혼합물 중에서 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물의 비율은 바람직하게는 10 중량% 이상이다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 매질은 하나 이상의 하기 화학식 IIC-1의 화합물을 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상, 특히 바람직하게는 5 내지 25 중량%의 양으로 포함한다:

ⅡC-1

상기 식에서, 알킬 및 알킬^*은 상기 기재된 의미를 갖는다.

b) 하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,

R³¹ 및 R³²는, 각각 서로 독립적으로, 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시알킬, 알켄일 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,

는

를 나타내고,

Z³은 단일 결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -C₄H₉-, -CF=CF-를 나타낸다.

하기 화학식 III의 바람직한 화합물은 하기 기재되어 있다:

상기 식에서, 알킬 및 알킬^*은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 하나 이상의 화학식 IIIa 및/또는 화학식 IIIb의 화합물을 포함한다.

전체 혼합물 중의 화학식 III의 화합물의 비율은 바람직하게는 5 중량% 이상이다.

c) 하기 화학식의 화합물을 바람직하게는 5 중량% 이상, 특히 10 중량% 이상의 총량으로 추가로 포함하는 액정 매질:

.

하기 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 혼합물이 바람직하다:

.

또한, 하기 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 혼합물이 바람직하다:

.

d) 하나 이상의 하기 화학식 V-1 내지 V-9의 테트라사이클릭 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R⁷ 내지 R¹⁰은, 각각 서로 독립적으로, 청구항 제 5 항에서 R^2A에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,

w 및 x는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타낸다.

하나 이상의 화학식 V-8의 화합물을 포함하는 혼합물이 특히 바람직하다.

e) 하나 이상의 하기 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R¹⁴ 내지 R¹⁹는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

z 및 m은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타내고,

x는 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 바람직하게는 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.

f) 하나 이상의 하기 화학식 T-1 내지 T-21의 불화된 터페닐 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,

n은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.

R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 하기 화학식 T-1 내지 T-21의 터페닐 화합물을 2 내지 30 중량%, 특히 5 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.

특히 바람직한 화합물은 화학식 T-1, T-2, T-20 및 T-21의 화합물이다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타낸다. 화학식 T-20의 화합물에서, R은 바람직하게는 알킬 또는 알켄일, 특히 알킬을 나타낸다. 화학식 T-21의 화합물에서, R은 바람직하게는 알킬을 나타낸다.

터페닐은 바람직하게는 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 경우에 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 T-1 내지 T-21의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 터페닐 화합물을 2 내지 20 중량%로 포함한다.

g) 하나 이상의 하기 화학식 B-1 내지 B-3의 바이페닐을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

상기 혼합물 중의 화학식 B-1 내지 B-3의 바이페닐의 총 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.

화학식 B-1 내지 B-3의 화합물 중에서, 화학식 B-2의 화합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 바이페닐은 하기와 같다:

상기 식에서, 알킬^*은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 B-1a 및/또는 B-2c의 화합물을 포함한다.

h) 하나 이상의 하기 화학식 Z-1 내지 Z-7의 화합물을 포함하는 액정 매질:

상기 식에서, R 및 알킬은 상기 기재된 의미를 갖는다.

i) 하나 이상의 화학식 O-1 내지 O-11의 화합물을 포함하는 액정 매질:

상기 식에서, R¹ 및 R²는 R^2A에 대해 기재된 의미를 갖는다. R¹ 및 R²는 바람직하게는, 각각 서로 독립적으로, 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일을 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물은 매우 특히 바람직하게는 화학식 O-5, O-7, O-9, O-10 및/또는 O-11의 화합물을, 특히 5 내지 30 %의 양으로 포함한다.

화학식 O-5 및 O-10의 바람직한 화합물은 하기에 기재되어 있다:

.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 O-10a 및/또는 화학식 O-10b의 삼환 화합물을 하나 이상의 화학식 O-10a 내지 O-10d의 이환 화합물과 함께 포함한다. 화학식 O-5a 및/또는 O-5b의 화합물과 화학식 O-10a 내지 O-10d의 이환 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 총 비율은 5 내지 40 중량% 매우 특히 바람직하게는 15 내지 35 중량%이다.

매우 특히 바람직한 혼합물은 하기 화학식 O-5a 및 O-10a의 화합물을 포함한다:

.

화학식 O-5a 및 O-10a의 화합물은, 혼합물 전체를 기준으로, 바람직하게는 15 내지 35 중량%, 특히 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 18 내지 22 중량%의 양으로 혼합물 중에 존재한다.

매우 특히 바람직한 혼합물은 하기 화학식 O-5b 및 O-10a의 화합물을 포함한다:

.

화학식 O-5b 및 O-10a의 화합물은, 혼합물 전체를 기준으로, 바람직하게는 15 내지 35 중량%, 특히 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 18 내지 22 중량%의 양으로 혼합물 중에 존재한다.

매우 특히 바람직한 혼합물은 하기 3종의 화합물을 포함한다:

.

화학식 O-5a, O-5b 및 O-10a의 화합물은, 혼합물 전체를 기준으로, 바람직하게는 15 내지 35 중량%, 특히 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 18 내지 22 중량%의 양으로 혼합물 중에 존재한다.

j) 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질은, 예를 들면 하기 화학식 N-1 내지 N-5의 화합물과 같은 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 물질을 포함한다:

상기 식에서,

R^1N 및 R^2N은, 각각 서로 독립적으로, 청구항 제 5 항의 R^2A에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 알켄일을 나타내고,

Z¹ 및 Z²는, 각각 서로 독립적으로, -C₂H₄-, -CH=CH-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₃O-, -O(CH₂)₃-, -CH=CHCH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂- 또는 단일결합을 나타낸다.

k) 바람직한 혼합물은, 하기 화학식 BC의 다이플루오로다이벤조크로만 화합물, 하기 화학식 CR의 크로만, 하기 화학식 PH-1 및 PH-2의 플루오르화된 펜안트렌, 하기 화학식 BF-1 및 BF-2의 플루오르화된 다이벤조퓨란, 화학식 BS-1 및 BS-2의 플루오르화된 다이벤조티오펜 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R^B1, R^B2, R^CR1, R^CR2, R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, R^2A에 대해 기재된 의미를 갖고, c는 0, 1 또는 2를 나타내고, d는 1 또는 2를 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물은 화학식 BC, CR, PH-1, PH-2, BF-1, BF-2, BS-1 및/또는 BS-2의 바람직한 화합물을 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15중량%의 양으로 포함한다.

특히 바람직한 화학식 BC, CR 및 BF-1의 화합물은 하기 화학식 BC-1 내지 BC-7 및 CR-1 내지 CR-5의 화합물이다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고,

알켄일 및 알켄일^*은, 각각 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이다.

l) 바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 In의 인단 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R¹¹, R¹² 및 R¹³은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시, 알콕시알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내고,

R¹² 및 R¹³은 추가로 H 또는 할로겐을 나타내고,

는

를 나타내고,

i는 0, 1 또는 2를 나타낸다.

R¹² 및/또는 R¹³이 할로겐을 나타내는 경우, 할로겐은 바람직하게는 F이다.

화학식 In의 바람직한 화합물은 하기 기재된 화학식 In-1 내지 In-16의 화합물이다:

.

화학식 In-1, In-2, In-3 및 In-4의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 In 및 화학식 In-1 내지 In-16의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물에서 5 중량% 이상, 특히 5 내지 30 중량% 및 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25 중량% 이상의 농도로 사용된다.

m) 추가로 바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 L-1 내지 L-11의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R, R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 청구항 제 5 항에서 R^2A에 대해 기재된 의미를 갖고,

알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타내고,

s는 1 또는 2를 나타낸다.

화학식 L-1 및 L-4, 특히 L-4의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 L-1 내지 L-11의 화합물은 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 특히 5 내지 40 중량% 및 매우 특히 바람직하게는 10 내지 40 중량%의 농도로 사용된다.

음의 유전 이방성을 갖는 바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R¹은 청구항 제 1 항에서 화학식 Ⅰ에 대해 주어진 의미를 갖는다. 바람직한 실시양태에서, R¹은 알킬, 특히 n-C₃H₇을 나타낸다.

화학식 P는 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 0.5 중량%의 양으로 사용된다.

하기 혼합물 개념을 포함하는 본 발명에 따른 화합물이 특히 바람직하다(사용된 두문자는 표 A에 설명되어 있고, n 및 m은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타냄).

본 발명에 따른 혼합물은 바람직하게는 하기를 포함한다:

- 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 특히 2.5 내지 5 중량%의 양의 하나 이상의 하기 화학식 I-2a-1의 자가-정렬 첨가제:

,

및/또는

- PTP-nOmFF 및 CPTP-nOmFF 및 PPTUI-n-m,

및/또는

- PTP-nOmFF 및 CPTP-nOmFF 및 PPTUI-n-m 및 CC-n-V,

및/또는

- PTP-nOmFF 및 CPTP-nOmFF 및 CPTP-nm,

및/또는

- Y-nO-Om, PTP-nOmFF 및 CPTP-nOmFF,

및/또는

- PTP-nOmFF 및 CPTP-nOmFF 및 CCPC-nm,

및/또는

- CY-nOm 및/또는 PY-n-Om, CCY-nOm, CPY-n-Om 및 CCPC-nm 및/또는 CH-nm 및/또는 CP-nm,

및/또는

- CY-nOm 및/또는 PY-n-Om 및 PTP-nOmFF 및/또는 CPTP-nOmFF,

및/또는

- CY-nOm 및/또는 및 PPTUI-n-m 및 PTP-nOmFF 및/또는 CPTP-nOmFF,

및/또는

- CY-nOm 및/또는 및 PPTUI-n-m 및 PTP-nOmFF 및/또는 CPTP-nOmFF 및 CCPC-nm 및/또는 CH-nm,

및/또는

- CY-nOm 및 CCOC-n-m 및/또는 CCPC-nm,

및/또는

- CY-nOm 및 CPYP-n-m,

및/또는

- D-nOmFF 및 PPT-nOmFF 및/또는 CPTP-nOmFF,

및/또는

- D-nOmFF 및 PPT-nOm 및/또는 CPTP-nOm 및/또는 CCPC-nm,

및/또는

- D-nOmFF 및 CP-nOmFF 및/또는 PPT-nOm 및/또는 CPTP-nOm 및/또는 CCPC-nm,

및/또는

- D-nOmFF 및 CP-nOmFF 및/또는 PPT-nOm 및/또는 CPTP-nOm 및/또는 CBC-nm(F),

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 10 내지 30% 농도의, 화학식 CPY-n-Om, 특히 화학식 CPY-2-O2, CPY-3-O2 및/또는 CPY-5-O2의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 15 내지 50% 농도의, 화학식 CY-n-Om, 바람직하게는 화학식 CY-3-O2, CY-3-O4, CY-5-O2 및/또는 CY-5-O4의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 10 내지 30% 농도의, 화학식 CCY-n-Om, 바람직하게는 CCY-4-O2, CCY-3-O2, CCY-3-O3, CCY-3-O1 및/또는 CCY-5-O2의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 10 내지 30% 농도의, 화학식 CLY-n-Om, 바람직하게는 화학식 CLY-2-O4, CLY-3-O2 및/또는 CLY-3-O3의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 80% 농도의, 화학식 CPY-n-Om 및 CY-n-Om의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 70% 농도의, 화학식 CPY-n-Om 및 CK-n-F의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 80%의 농도의, CPY-n-Om 및 CLY-n-Om의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 1 내지 20%의 농도의, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종의 PYP-n-m의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 1 내지 20%의 농도의, 바람직하게는 1종, 2종 또는 3종의 PY-n-Om의 화합물,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 10 내지 30% 농도의, PTP-nOmFF, 특히 PTP-3O2FF 및 PTP-5O2FF,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10% 초과, 특히 15 내지 50% 농도의, CPTP-nOmFF, 특히 CPTP-3O2FF 및 CPTP-5O2FF,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10% 초과, 특히 15 내지 50% 농도의, PPTUI-n-m, 특히 PPTUI-3-2 및 PPTUI-3-4,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 3% 초과, 특히 5 내지 15% 농도의, Y-nO-Om, 특히 Y-4O-O4,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 3% 초과, 특히 5 내지 15% 농도의, CCPC-nm, 특히 CCPC-33, CCPC-34 및 CCPC-35,

및/또는

- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 3% 초과, 특히 5 내지 15% 농도의, CH-nm, 특히 CH-33, CH-35, CH-43 및 CH-45.

본 발명은 또한 청구항 제 1 항 내지 제 15 항 중 한 항에 따른 액정 매질을 유전체로서 함유하는 것을 특징으로 하는, ECB, VA, PS-VA, PSA에 기초한 능동- 또는 수동-매트릭스 어드레싱 특성을 갖는 전기-광학 디스플레이, 바람직하게는 PI-부재 디스플레이에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 -20℃ 이하 내지 70℃ 이상, 특히 바람직하게는 -30℃ 이하 내지 80℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 이하 내지 110℃ 이상의 네마틱 상을 갖는다.

본원에서 "네마틱 상을 갖는"이라는 표현은, 한편으로는 스메틱 상 및 결정화가 상응하는 저온에서 관찰되지 않고, 다른 한편으로는 가열 시에도 여전히 네마틱 상으로부터 등명화가 일어나지 않는 것을 의미한다. 저온에서의 조사는 상응하는 온도에서 유동 점도계에서 수행되고, 100 시간 이상 동안 전기-광학 용도에 상응하는 층 두께를 갖는 시험 셀에서 저장하여 확인한다. 상응하는 시험 셀에서 -20℃의 온도에서의 저장 안정성이 1000 시간 이상인 경우, 매질은 이 온도에서 안정한 것으로 간주한다. -30℃ 및 -40℃의 온도에서, 상응하는 시간은 각각 500 시간 및 250 시간이다. 고온에서, 등명점은 모세관에서 통상적인 방법에 의해 측정된다.

액정 혼합물은 바람직하게는 60 K 이상의 네마틱 상 범위 및 20℃에서 30 ㎟·s^-1 이하의 유동 점도(υ₂₀)를 갖는다.

액정 혼합물에서의 복굴절율 Δn의 값은 일반적으로 0.07 내지 0.26, 바람직하게는 0.09 내지 0.20이다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 -0.5 내지 -8.0, 특히 -2.5 내지 -6.0의 Δε을 가지며, 여기서 Δε은 유전 이방성을 나타낸다. 20℃에서의 회전 점도(υ₁)는 바람직하게는 200 mPa·s 이하, 특히 150 mPa·s 이하이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 비교적 낮은 문턱 전압 값(V₀)을 갖는다. 이는 바람직하게는 1.7 V 내지 3.0 V 범위, 특히 바람직하게는 2.5 V 이하, 매우 특히 바람직하게는 2.3 V 이하이다.

본원에서 "문턱 전압"이라는 용어는, 달리 명시되지 않는 한, 프레드릭스 문턱값(Freedericks threshold)으로서 공지된 용량성 문턱값(V₀)에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 액정 셀에서 높은 전압 보전율 값을 갖는다.

본원에서, "양의 유전율을 갖는 화합물"이라는 용어는, Δε > 1.5를 갖는 화합물을 의미하고, "중성 유전율을 갖는 화합물"이라는 용어는, -1.5 ≤ Δε ≤ 1.5를 갖는 화합물을 의미하고, "음의 유전율을 갖는 화합물"이라는 용어는, Δε < -1.5를 갖는 화합물을 의미한다. 화합물의 유전 이방성은, 액정 호스트에 10%의 상기 화합물을 용해시키고, 각 경우에서 1 kHz에서 수직 및 수평 표면 정렬을 갖는 20 ㎛의 층 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀에서 생성된 혼합물의 전기용량을 측정함으로써 측정된다. 측정 전압은 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V이지만, 조사된 개별 액정 혼합물의 용량성 문턱값보다 항상 낮다.

본원에서 제시된 모든 온도 값은 ℃ 단위이다.

본 발명에 따른 혼합물은 모든 VA-TFT 제품, 예컨대 VAN, MVA, (S)-PVA, ASV, PSA(중합체-지속된 VA) 및 PS-VA(중합체-안정화된 VA), 바람직하게는 수동 매트릭스(PM) 어드레싱 뿐만 아니라 능동 매트릭스 어드레싱에 적합하다.

본 발명에 따른 디스플레이에서의 네마틱 액정 혼합물은 일반적으로 그 자체가 하나 이상의 개별 화합물로 이루어진 2개의 성분 A 및 B를 포함한다.

성분 A는 상당한 음의 유전 이방성을 가지며, -0.5 이하의 유전 이방성을 네마틱 상에 제공한다. 바람직하게는 성분 A는, 하나 이상의 화학식 I의 화합물 이외에, 바람직하게는 화학식 IIA, IIB 및/또는 IIC의 화합물 또는 화학식 III의 화합물을 포함한다.

성분 A의 비율은 바람직하게는 45 내지 100%, 특히 60 내지 100%이다.

성분 A의 경우, 바람직하게는 -0.8 이하의 Δε 값을 갖는 하나(또는 그 이상)의 개별 화합물이 선택된다. 이 값은 보다 음의 값이고, 전체 혼합물 중 A의 비율보다 작아야 한다.

성분 B는 현저한 네마토젠성(nematogeneity)이고, 20℃에서 30 mm²·s^-1이하, 바람직하게는 25 mm²·s^-1이하의 유동 점도를 갖는다.

성분 B에서 특히 바람직한 개별 화합물은 20℃에서 18 mm²·s^-1이하, 바람직하게는 12 mm²·s^-1이하의 유동 점도를 갖는 극히 낮은 점도의 네마틱 액정이다.

성분 B는 모노트로픽(monotropic) 또는 에난시오트로픽(enantiotropic) 네마틱이고, 스메틱 상을 갖지 않으며, 매우 저온으로 하강 시 액정 혼합물에서 스메틱 상의 발생을 방지한다. 예를 들어, 높은 네마토젠성의 다양한 물질이 스메틱 액정 혼합물에 첨가되는 경우, 이들 물질의 네마토젠성은 성취되는 스메틱 상의 억제 정도를 통해 비교될 수 있다.

상기 혼합물은 임의적으로 Δε≥ 1.5의 유전 이방성을 갖는 화합물을 포함하는 성분 C를 또한 포함할 수 있다. 이런 소위 양성 화합물은 일반적으로 혼합물을 기준으로 총 20 중량% 이하의 양으로 음의 유전 이방성 혼합물 중에 존재한다.

다수의 적합한 물질이 문헌들로부터 당업자에게 공지되어 있다. 특히 바람직한 화합물은 화학식 III의 화합물이다.

또한, 이들 액정 상은 또한 18종 초과의 성분, 바람직하게는 18 내지 25종의 성분을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 화합물은 하나 이상의 화학식 I 및 하나 이상의 화학식 I-A및 I-K의 화합물을 포함하며, 바람직하게는 화학식 IIA, IIB 및/또는 IIC, 임의적으로는 화학식 III의 화합물을 바람직하게는 4 내지 15종, 특히 5 내지 12종, 특히 바람직하게는 10종 미만으로 포함한다.

화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 I-A 내지 I-K의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물, 화학식 IIA, IIB 및/또는 IIC 및 임의적으로 화학식 III의 화합물 이외에, 다른 성분들이 또한 예컨대 혼합물의 총 45% 이하, 바람직하게는 총 35% 이하, 특히 총 10% 이하의 양으로 존재할 수도 있다.

다른 성분들은 바람직하게는 네마틱 또는 네마토젠성 물질, 특히 아족시벤젠, 벤질리덴아닐린, 바이페닐, 터페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 페닐 또는 사이클로헥실 사이클로헥산카복실레이트, 페닐사이클로헥산, 사이클로헥실바이페닐, 사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실나프탈렌, 1,4-비스사이클로헥실바이페닐 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실다이옥산, 임의적으로는 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에터, 톨란 및 치환된 신남산 에스터 부류로부터의 공지된 물질로부터 선택된다.

이런 유형의 액정 상의 성분으로 적합한 가장 중요한 화합물은 하기 화학식 IV인 것을 특징으로 할 수 있다:

R²⁰-L-G-E-R²¹ IV

상기 식에서,

L 및 E는 각각 1,4-이치환된 벤젠 및 사이클로헥산 고리, 4,4'-이치환된 바이페닐, 페닐사이클로헥산 및 사이클로헥실사이클로헥산 시스템, 2,5-이치환된 피리미딘 및 1,3-다이옥산 고리, 2,6-이치환된 나프탈렌, 다이- 및 테트라하이드로나프탈렌, 퀸아졸린 및 테트라하이드로퀸아졸린으로 형성된 기로부터의 탄소환형 또는 헤테로환형 고리 시스템을 나타내고,

G는 -CH=CH-, -N(O)=N-, -CH=CQ-, -CH=N(O)-, -C≡C-, -CH₂-CH₂-, -CO-O-, -CH₂-O-, -CO-S-, -CH₂-S-, -CH=N-, -COO-Phe-COO-, -CF₂O-, -CF=CF-, -OCF₂- -OCH₂-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₃O- 또는 C-C 단일 결합을 나타내고,

Q는 할로겐, 바람직하게는 염소, 또는 -CN을 나타내고,

R²⁰ 및 R²¹은 각각 탄소수 18 이하, 바람직하게는 8 이하의 알킬, 알켄일, 알콕시, 알콕시알킬 또는 알콕시카본일옥시를 나타내거나, 다르게는 이들 라디칼 중 하나가 CN, NC, NO₂, NCS, CF₃, SF₅, OCF₃, F, Cl 또는 Br을 나타낸다.

이들 화합물 중 대부분에서, R²⁰ 및 R²¹은 서로 상이하고, 이들 라디칼 중 하나는 보통 알킬 또는 알콕시 기이다. 제안된 치환체들의 다른 변이체가 또한 일반적이다. 이러한 물질 또는 이들의 혼합물 다수는 상업적으로 입수가능하다. 모든 이러한 물질은 문헌으로부터 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 VA 혼합물이, 예를 들면 H, N, O, Cl 및 F가 상응하는 동위원소로 대체된 화합물을 또한 포함할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

중합성 화합물, 소위 반응성 메소젠(RM), 예를 들어 미국 특허 제 6,861,107 호에 개시된 것들이 혼합물을 기준으로 0.12 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 농도로 본 발명에 따른 혼합물에 또한 첨가될 수 있다. 이들 혼합물은 또한 예를 들면 미국 특허 제 6,781,665 호에 기재된 개시제를 임의적으로 포함할 수도 있다. 개시제, 예를 들어 시바의 이르가녹스-1076이, 바람직하게는 0 내지 1%의 양으로 상기 중합성 화합물을 포함하는 혼합물에 첨가된다. 이 유형의 혼합물은 소위 중합체-안정화된 VA 방식(PS-VA) 또는 PSA(중합체-지속된 VA)에 사용될 수 있고, 여기서 반응성 메소젠의 중합은 액정 혼합물에서 일어나는 것으로 의도된다. 이에 대한 전제조건은 상기 액정 혼합물이 그 자체로 어떠한 중합성 성분도 포함하지 않는 것이다.

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

R^Ma-A^M1-(Z^M1-A^M2)_m1-R^Mb M

상기 식에서,

R^Ma 및 R^Mb는, 각각 서로 독립적으로, P, P-Sp-, H, 할로겐, SF₅, NO₂, 알킬, 알켄일 또는 알킨일 기를 나타내고, 이때 라디칼 R^Ma 및 R^Mb 중 하나 이상은 바람직하게는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 이를 포함하고,

P는 중합성 기를 나타내고,

Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,

A^M1 및 A^M2는, 각각 서로 독립적으로, 바람직하게는 4 내지 25개의 고리 원자, 바람직하게는 탄소 원자를 갖는, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환형 기를 나타내고, 이는 또한 융합 고리를 포괄하거나 포함할 수 있고, 임의적으로 L로 단일- 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 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고, 바람직하게는 P, P-Sp-, H, OH, CH₂OH, 할로겐, SF₅, NO₂, 알킬, 알켄일 또는 알킨일 기를 나타내고,

Y¹은 할로겐을 나타내고,

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

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

R^x는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬(이때, 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 또한, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 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 나타내고,

m1은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

이때, 존재하는 기 R^Ma, R^Mb 및 치환체 L 중 하나 이상, 바람직하게는 1개, 2개 또는 3개, 특히 바람직하게는 1개 또는 2개는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 하나 이상의 기 P 또는 P-Sp-를 포함한다.

특히 화학식 M의 바람직한 화합물은 하기 기 정의를 갖는 것들이다:

R^Ma 및 R^Mb는, 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, 이때, 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I, CN, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고, 이때 라디칼 R^Ma 및 R^Mb 중 하나 이상은 바람직하게는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 포함하고,

A^M1 및 A^M2는, 각각 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 펜안트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 플루오렌-2,7-다이일, 쿠마린, 플라본(이때, 이들 기에서 하나 이상의 CH 기는 또한 N으로 대체될 수 있음), 사이클로헥산-1,4-다이일(이때, 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 또한 O 및/또는 S로 대체될 수 있음), 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 기는 비치환되거나 L로 단일- 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 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,

P는 중합성 기를 나타내고,

Y¹은 할로겐을 나타내고,

R^x는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬(이때, 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 또한, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 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.

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

특히 PS-VA 디스플레이에 사용되는 적합하고 바람직한 메소젠성 공단량체는 예컨대 하기 화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

P¹, P² 및 P³은, 각각 서로 독립적으로, 중합성 기, 바람직하게는 P에 대해 상기 및 하기 기재된 의미 중 하나를 갖는 중합성 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,

Sp¹, Sp² 및 Sp³는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는, 바람직하게는 Sp에 대해 상기 및 하기 기재된 의미 중 하나를 갖는 스페이서 기, 및 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 나중에 언급된 기에서 인접한 고리로의 연결은 O 원자를 통해 일어나고, 또한 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 R^aa를 나타내고, 단, 존재하는 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 R^aa를 나타내지 않으며,

R^aa는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이때, 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 임의적으로 단일- 또는 다중플루오르화된, 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(이때, 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 가짐)를 나타내고,

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

R^y 및 R^z는, 각각 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃를 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, 동일하게 또는 상이하게, F, Cl, CN, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 임의적으로 단일- 또는 다중플루오르화된, 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시, 또는 알콕시카본일옥시를 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 M41의 화합물에서,

는 바람직하게는

를 나타내고,

이때, L은 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, 상기 및 하기에 주어진 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 CH₃을 나타낸다.

또한 적합한 중합성 화합물은 예를 들어 표 D에 나열되어 있다. 표 D에 나열된 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 LC 혼합물이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 0.1 내지 10 %, 바람직하게는 0.2 내지 4.0 %, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2.0 %의 중합성 화합물을 포함한다.

화학식 M의 중합성 화합물이 특히 바람직하다.

중합성 화합물은 종종 하나 이상의 적합한 개시제의 존재 하에서 바람직하게는 광중합, 예를 들어 UV 조사에 의해 중합된다. 중합은, 예컨대, CC-n-V와 같은 알켄일 측쇄 또는 알켄일옥시 측쇄를 포함하는 단일 화합물을 포함하는 액정 혼합물의 단일 성분이 중합되지 않는 조건 하에서 이루어진다. 중합을 위한 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업계 기술자들에게 공지되어있고, 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어, 상업적으로 이용가능한 광개시제, 예를 들어 이르가큐어(Irgacure)^®651, 이르가큐어^®184 또는 다로큐어(Darocure)^®1173 (바스프(BASF))이다. 중합성 화합물은 바람직하게는 0 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 하나 이상의 광개시제를 포함한다.

2종 이상의 액정 화합물, 하나 이상의 자가-정렬 첨가제 및 바람직하게는 하나 이상의 중합성 화합물, 특히 화학식 M 및/또는 화학식 M1 내지 M41로부터 선택된 것의 조합은 매질에 낮은 인가 전압, 낮은 회전 점도, 매우 우수한 낮은 온도 안정성(LTS)을 생성하지만 동시에 높은 등명점 및 높은 HR 값을 생성하고, 어떠한 정렬 층, 예컨대 폴리이미드 층에 대한 필요성 없이 VA 디스플레이에 세팅 또는 선경사각을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 혼합물은 또한 통상적인 첨가제, 예컨대 안정화제, 항산화제, UV 흡수제, 나노입자, 마이크로입자 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이의 구조는, 예를 들면 유럽 특허 제 0 240 379 호에 기술된 바와 같은 일반적인 기하구조에 대응한다.

하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않으면서 본 발명을 설명하기 위한 것이다. 상기 및 하기에서 %는 중량%를 나타내고, 모든 온도는 섭씨로 제시된다.

본원 전반에 걸쳐, 1,4-사이클로헥실렌 고리 및 1,4-페닐렌 고리는 다음과 같이 도시된다:

본 발명의 명세서 및 실시예 전반에 걸쳐, 액정 혼합물의 구조는 하기 두문자어로 기재되어진다. 달리 기재하지 않는 한, 화학식으로의 변환은 표 1 내지 3에 따라 수행된다. 모든 라디칼 C_nH_2n ₊₁, C_mH_2m ₊₁ 또는 C_nH_2n 및 C_mH_2m은 직쇄 알킬 라디칼이거나 알킬렌 라디칼을 나타내고, 각각의 경우 이들은 각각 n, m, m' 및 z는, 각각 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타낸다. 표 1에서, 각각의 화합물의 고리 원소는 표 2에 기재되어 있고, 가교 원소는 표 3에, 및 화합물의 좌측쇄 또는 우측쇄에 대한 상징의 의미는 하기에 기재되어 있다.

표 1: 고리 원소

표 2: 가교 원소

표 3: 측쇄

화학식 IIA 및/또는 IIB 및/또는 IIC의 화합물, 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A 내지 I-K의 화합물 외에, 본 발명에 따른 화합물은 바람직하게는 하기 기재된 표 A로부터의 화합물 중 하나 이상을 포함한다.

표 A

하기 약어가 사용되었다:

(n, m, m' 및 z는, 각각 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;

(O)C_mH_2m ₊₁은 OC_mH_2m ₊₁ 또는 C_mH_2m ₊₁을 나타냄)

본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 혼합물은, 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 유리하게는 승온에서, 더 적은 양으로 사용되는 성분이, 주요 구성물을 구성하는 성분에 용해된다. 또한, 유기 용매(아세톤, 클로로폼 또는 메탄올) 중의 성분의 용액들을 혼합하고, 예를 들어 완전한 혼합 후 증류에 의해 용매를 다시 제거하는 것도 가능하다.

적합한 첨가제를 이용하여, 본 발명에 따른 액정 상은 임의의 유형의 디스플레이, 예를 들면 지금까지 개시된 ECB, VAN, GH 또는 ASM-VA, IPS, FFS, PS-VA, PS-IPS, PS-FFS LCD 디스플레이에 사용될 수 있는 방식으로 개질될 수 있다.

상기 유전체는 또한, 당업자에게 공지되고 문헌에 기술된 추가의 첨가제, 예를 들면 UV 흡수제, 산화방지제, 나노입자 및 자유-라디칼 소거제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 0 내지 15%의 다색성 염료, 안정화제 또는 키랄 도판트를 가할 수 있다. 본 발명에 따른 혼합물에 적합한 안정화제는 특히 하기 표 C에 제시된다.

예를 들어, 0 내지 15%의 다색성 염료를 가하고, 또한 전도도를 개선하기 위해 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보라네이트 또는 크라운 에터의 착체 염(예컨대, 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., Volume 24, pages　249-258 (1973)] 참조)을 가하거나, 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 개질하기 위해 물질을 가할 수 있다. 이러한 유형의 물질은, 예를 들면 독일 특허 제 A　22　09　127 호, 제 22　40　864 호, 제 23　21　632 호, 제 23　38　281 호, 제 24　50　088 호, 제 26　37　430 호, 및 제 28　53　728 호에 기술되어 있다.

하기 표 B는, 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 가능한 도판트를 제시한다. 상기 혼합물이 도판트를 포함하는 경우, 이는 0.01 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량%의 양으로 사용된다.

표 B

예를 들어, 본 발명에 따른 혼합물의 총량을 기준으로 상기 혼합물에 10 중량% 이하, 바람직하게는 0.01 내지 6 중량%, 특히 0.1 내지 3 중량%의 양으로 첨가될 수 있는 안정화제가 하기 표 C에 제시된다. 바람직한 안정화제는 특히 BHT 유도체, 예를 들면 2,6-다이-3급-부틸-4-알킬페놀, 및 티누빈(Tinuvin) 770 뿐만 아니라 티누빈 P 및 템폴(Tempol)이다.

표 C

(n = 1-12)

본 발명에 따른 혼합물, 바람직하게는 PSA 및 PS-VA 제품에서 사용하기 위한 바람직한 반응성 메소젠(중합성 화합물)은 하기 표 D에 도시되어 있다.

표 D

실시예

하기 실시예는 본 발명을 비-제한적으로 설명하기 위한 것이다. 실시예에서, m.p.는 융점을 나타내고, C는 액정 성분의 등명점(℃)을 나타내고, 비점은 b.p.로 제시된다.

또한, C는 결정질 고체 상태를 나타내고, S는 스메틱 상을 나타내고(지수는 상 유형을 나타냄), N은 네마틱 상태를 나타내고, Ch는 콜레스테릭 상을 나타내고, I는 등방성 상을 나타내고, T_g는 유리 전이 온도를 나타낸다. 2개의 기호 사이의 숫자는 전환 온도(℃)를 나타낸다.

통상적인 후처리는 하기를 의미한다: 물을 첨가하고, 혼합물을 염화 메틸렌으로 추출하고, 상을 분리시키고, 유기 상을 건조하여 증발시키고, 생성물을 결정화 및/또는 크로마토그래피에 의해 정제한다.

실시예 1

단계 1.1

4-프로필-4'-브로모-2-플루오로바이페닐이 WO89/03821에 따라 제조된다.

단계 1.2: 2'-플루오로-4'-프로필-바이페닐-4-카복실산

29.3 g(0.100 mol)의 4-프로필-4'-브로모-2-플루오로바이페닐을 THF(800 ml) 중에 용해시키고, -70℃로 냉각시켰다. 66 ml(0.105 mol)의 n-부틸 리튬을 첨가한 후, 반응을 30 분 동안 교반시키고, 이어서 발열 반응이 끝날 때까지 CO₂ 스트림을 용액에 통과시켰다. 반응물을 -10 ℃로 가온시키고, 물에 붓고, 농축 염산으로 산성화하였다. 혼합물을 메틸 3급 부틸 에터(MBT 에터)로 추출하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시키고, 잔사를 n-헵탄으로부터 재결정화하여 2'-플루오로-4'-프로필-바이페닐-4-카복실산을 무색의 결정으로 수득하였다.

단계 1.3: (2'-플루오로-4'-프로필-바이페닐-4-일)-메탄올

1.45 g(38 mmol)의 리튬알루미늄 하이드라이드를 플라스크 내에서 톨루엔(10ml) 하에 두고, THF(250 ml) 중의 12.0 g(46.0 mmol)의 2'-플루오로-4'-프로필바이페닐-4-카복실산을 적가하였다. 반응을 실온에서 밤새 교반시키고, 이어서 얼음-냉각 하에서 조심스럽게 2M 염산(100 ml)으로 가수분해하였다. MTB-에터(50 ml)를 가한 후, 수성 상을 분리시키고, MTB-에터로 3회 추출하였다. 합친 유기 층을 포화 나트륨 바이카보네이트 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시키고, 조질 생성물을 헵탄/에틸 아세테이트(8:2)를 갖는 실리카를 통해 여과시켰다. n-헵탄으로부터의 재결정화는 (2'-플루오로-4'-프로필-바이페닐-4-일)-메탄올을 무색의 결정으로서 제공하였다.

K 50 I

상기 및 하기에서,

V₀은 20℃에서의 용량성 문턱 전압[V]을 나타낸다.

Δn은 20℃ 및 589 nm에서의 광학 이방성을 나타낸다.

Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다.

cl.p.는 등명점[℃]을 나타낸다.

K₁은 20℃에서의 탄성 상수, "펼침(splay)" 변형률[pN]을 나타낸다.

K₃은 20℃에서의 탄성 상수, "벤드" 변형률[pN]을 나타낸다.

γ₁은 20℃에서 측정되고 자기장에서의 회전 방법에 의해 결정된 회전 점도[mPa.s]를 나타낸다.

LTS는 시험 셀 내에서 측정된 저온 안정성(네마틱 상)을 나타낸다.

문턱 전압의 측정에 사용된 디스플레이는 20 ㎛ 간격의 2개의 면-평행 외부 플레이트, 및 액정의 수직 정렬을 수행하는, 상기 외부 플레이트의 내측의 JALS-2096의 상부(overlying) 정렬 층을 갖는 전극 층을 가진다.

본원에서의 모든 농도는 달리 명시되지 않는 한 상응하는 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다. 모든 물리적 성질은 달리 명시되지 않는 한 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status November 1997, Merck KGaA, Germany]에 기재된 바와 같이 측정되며 20℃의 온도에서 적용된다.

달리 기재되지 않는 한, 부 및 퍼센트 수치는 중량 부 또는 중량 퍼센트를 나타낸다.

혼합물 실시예

본 발명에 따른 소위 SA(자가-정렬)-VA 혼합물의 제조를 위해, 하기 호스트 혼합물 H1 내지 H120이 사용되었다:

H1 : 네마틱 호스트-혼합물

H2 : 네마틱 호스트-혼합물

H3 : 네마틱 호스트-혼합물

H4 : 네마틱 호스트-혼합물

H5 : 네마틱 호스트-혼합물

H6 : 네마틱 호스트-혼합물

H7 : 네마틱 호스트-혼합물

(0.02%의 화학식

의 화합물로 안정화됨)

H8 : 네마틱 호스트-혼합물

H9 : 네마틱 호스트-혼합물

H10 : 네마틱 호스트-혼합물

H11 : 네마틱 호스트-혼합물

H12 : 네마틱 호스트-혼합물

H13 : 네마틱 호스트-혼합물

H14 : 네마틱 호스트-혼합물

H15 : 네마틱 호스트-혼합물

H16 : 네마틱 호스트-혼합물

H17 : 네마틱 호스트-혼합물

H18 : 네마틱 호스트-혼합물

H19 : 네마틱 호스트-혼합물

H20 : 네마틱 호스트-혼합물

H21 : 네마틱 호스트-혼합물

H22 : 네마틱 호스트-혼합물

H23 : 네마틱 호스트-혼합물

H24 : 네마틱 호스트-혼합물

H25 : 네마틱 호스트-혼합물

H26 : 네마틱 호스트-혼합물

H27 : 네마틱 호스트-혼합물

H28 : 네마틱 호스트-혼합물

H29 : 네마틱 호스트-혼합물

H30 : 네마틱 호스트-혼합물

H31 : 네마틱 호스트-혼합물

H32 : 네마틱 호스트-혼합물

H33 : 네마틱 호스트-혼합물

H34 : 네마틱 호스트-혼합물

H35 : 네마틱 호스트-혼합물

H36 : 네마틱 호스트-혼합물

H37 : 네마틱 호스트-혼합물

H38 : 네마틱 호스트-혼합물

H39 : 네마틱 호스트-혼합물

H40 : 네마틱 호스트-혼합물

H41 : 네마틱 호스트-혼합물

H42 : 네마틱 호스트-혼합물

H43 : 네마틱 호스트-혼합물

H44 : 네마틱 호스트-혼합물

H45 : 네마틱 호스트-혼합물

H46 : 네마틱 호스트-혼합물

H47 : 네마틱 호스트-혼합물

H48 : 네마틱 호스트-혼합물

H49 : 네마틱 호스트-혼합물

H50 : 네마틱 호스트-혼합물

H51 : 네마틱 호스트-혼합물

H52 : 네마틱 호스트-혼합물

H53 : 네마틱 호스트-혼합물

H54 : 네마틱 호스트-혼합물

H55 : 네마틱 호스트-혼합물

H56 : 네마틱 호스트-혼합물

H57 : 네마틱 호스트-혼합물

H58 : 네마틱 호스트-혼합물

H59 : 네마틱 호스트-혼합물

H60 : 네마틱 호스트-혼합물

H61 : 네마틱 호스트-혼합물

H62 : 네마틱 호스트-혼합물

H63 : 네마틱 호스트-혼합물

H64 : 네마틱 호스트-혼합물

H65 : 네마틱 호스트-혼합물

H66 : 네마틱 호스트-혼합물

H67 : 네마틱 호스트-혼합물

H68 : 네마틱 호스트-혼합물

H69 : 네마틱 호스트-혼합물

H70 : 네마틱 호스트-혼합물

H71 : 네마틱 호스트-혼합물

H72 : 네마틱 호스트-혼합물

H73 : 네마틱 호스트-혼합물

H74 : 네마틱 호스트-혼합물

H75 : 네마틱 호스트-혼합물

H76 : 네마틱 호스트-혼합물

H77 : 네마틱 호스트-혼합물

H78 : 네마틱 호스트-혼합물

H79 : 네마틱 호스트-혼합물

H80 : 네마틱 호스트-혼합물

H81 : 네마틱 호스트-혼합물

H82 : 네마틱 호스트-혼합물

H83 : 네마틱 호스트-혼합물

H84 : 네마틱 호스트-혼합물

H85 : 네마틱 호스트-혼합물

H86 : 네마틱 호스트-혼합물

H87 : 네마틱 호스트-혼합물

H88 : 네마틱 호스트-혼합물

H89 : 네마틱 호스트-혼합물

H90 : 네마틱 호스트-혼합물

H91 : 네마틱 호스트-혼합물

H92 : 네마틱 호스트-혼합물

(0.01%의 화학식

의 화합물로 안정화됨)

H93 : 네마틱 호스트-혼합물

H94 : 네마틱 호스트-혼합물

H95 : 네마틱 호스트-혼합물

H96 : 네마틱 호스트-혼합물

H97 : 네마틱 호스트-혼합물

H98 : 네마틱 호스트-혼합물

H99 : 네마틱 호스트-혼합물

(0.03%의 화학식

의 화합물로 안정화됨)

H100 : 네마틱 호스트-혼합물

H101 : 네마틱 호스트-혼합물

H102 : 네마틱 호스트-혼합물

H103 : 네마틱 호스트-혼합물

H104 : 네마틱 호스트-혼합물

H105 : 네마틱 호스트-혼합물

H106 : 네마틱 호스트-혼합물

H107 : 네마틱 호스트-혼합물

H108 : 네마틱 호스트-혼합물

H109 : 네마틱 호스트-혼합물

H110 : 네마틱 호스트-혼합물

H111 : 네마틱 호스트-혼합물

H112 : 네마틱 호스트-혼합물

H113 : 네마틱 호스트-혼합물

H114 : 네마틱 호스트-혼합물

H115 : 네마틱 호스트-혼합물

H116 : 네마틱 호스트-혼합물

H117 : 네마틱 호스트-혼합물

H118 : 네마틱 호스트-혼합물

H119 : 네마틱 호스트-혼합물

H120 : 네마틱 호스트-혼합물

H121 : 네마틱 호스트-혼합물

H122 : 네마틱 호스트-혼합물

H123 : 네마틱 호스트-혼합물

H124 : 네마틱 호스트-혼합물

H125 : 네마틱 호스트-혼합물

H126 : 네마틱 호스트-혼합물

H127 : 네마틱 호스트-혼합물

H128 : 네마틱 호스트-혼합물

H129 : 네마틱 호스트-혼합물

H130 : 네마틱 호스트-혼합물

H131 : 네마틱 호스트-혼합물

H132 : 네마틱 호스트-혼합물

H133 : 네마틱 호스트-혼합물

H134 : 네마틱 호스트-혼합물

실시예 M1 -a

화학식 I-2a-1의 화합물(4 %)을 네마틱 호스트 혼합물 H1에 첨가하였다. 수득된 혼합물을 균질화시키고, "무-정렬(alignment-free)" 시험 셀(두께 d: 약 4 ㎛, 양면 상의 ITO 전극(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 부동태화 층 없음, 정렬 층 없음)에 채웠다.

LC-혼합물은 기판의 표면에 대해 자발적인 호메오트로픽(수직) 배향을 보인다. 등명점까지 배향은 안정하며 수득된 VA-셀은 가역적으로 스위칭될 수 있다. 스위칭을 디스플레이하기 위해 교차된 편광판이 필요했다.

화학식 I-2a-1의 화합물과 같은 첨가제를 사용함으로써, Δε < 0 및 호메오트로픽 배향 조합을 기초로 하는, PVA, MVA, 및 수직 정렬된 액정을 갖는 다른 유사한 디스플레이 기술에 어떠한 정렬 층도 필요하지 않다(예컨대 PI 코팅 없음).

실시예 M1 -b

화학식 I-2a-1의 화합물(2 %)을 네마틱 호스트 혼합물 H1에 첨가하였다. 수득된 혼합물을 균질화시키고, "무-정렬" 시험 셀(두께 d: 약 4 ㎛, 양면 상의 ITO 전극(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 부동태화 층 없음, 정렬 층 없음)에 채웠다.

실시예 1P a): 실시예 M1-a 의 LC 혼합물의 중합체 안정화

중합성 유도체 RM -1(0.3 %)을 실시예 M1 -a의 네마틱 LC-혼합물에 첨가하였다. 생성된 혼합물을 균질화시키고, "무-정렬" 시험 셀(셀 두께 d: 약 4.0 μm, 양면 상의 ITO 전극(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 정렬 층 없음, 부동태화층 없음)에 채웠다.

LC-혼합물은 기판의 표면에 대해 자발적인 호메오트로픽(수직) 배향을 보여준다. 광학 문턱 전압 보다 높은 전압을 셀에 가한 후, 생성된 VA-셀을 UV-광(15 분, 100 mW/cm²)으로 처리하였다. 상기 중합성 유도체가 중합되고, 그 결과, 호메오트로픽 자가-배향이 안정화되고, 혼합물의 경사(tilt)가 조정된다. 수득된 PSA-VA-셀은 심지어 고온에서도 가역적으로 스위칭될 수 있다. 비중합된 시스템과 비교할 때 스위칭 시간이 감소된다.

자발적인 중합을 방지하기 위해 이르가녹스 1076(바스프)와 같은 첨가제가 첨가될 수 있다(예컨대 0.001%). 혼합물의 손상을 방지하기 위해 UV-컷 필터가 중합 동안에 사용될 수 있다(예컨대 340 nm 컷-오프-필터).

RM -1과 함께 화학식 I-2a-1의 화합물과 같은 첨가제를 사용함으로써, Δε < 0 및 호메오트로픽 배향 조합을 기초로 하는, PVA, MVA, 및 수직 정렬된 액정을 갖는 다른 유사한 디스플레이 기술에 어떠한 정렬 층도 필요하지 않다(예컨대 PI 코팅 없음).

실시예 1P b): 실시예 M1 의 LC 혼합물의 중합체 안정화

중합성 유도체 RM -41(0.3 %)을 실시예 M1 -a의 네마틱 LC-혼합물에 첨가하였다. 수득된 혼합물을 균질화시키고, "무-정렬" 시험 셀(셀 두께 d: 약 4.0 μm, 양면 상의 ITO 전극(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 정렬 층 없음, 부동태화층 없음)에 채웠다.

RM -41과 함께 화학식 I-2a-1의 화합물과 같은 첨가제를 사용함으로써, Δε < 0 및 호메오트로픽 배향 조합을 기초로 하는, PVA, MVA, 및 수직 정렬된 액정을 갖는 다른 유사한 디스플레이 기술에 어떠한 정렬 층도 필요하지 않다(예컨대 PI 코팅 없음).

실시예 M2 내지 M134 및 2P a) 내지 134P b)

화학식 I-2a-1의 화합물(4%)을 네마틱 호스트 혼합물 H2 내지 H134에 가하였다. 수득된 8개의 혼합물 M2 내지 M134를 균질화시키고, "무-정렬" 시험 셀(셀 두께 d: 약 4.0 μm, 양면 상의 ITO 전극(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 정렬 층 없음, 부동태화층 없음)에 채웠다.

LC-혼합물은 기판의 표면에 대해 자발적인 호메오트로픽(수직) 배향을 나타낸다. 등명점까지 배향은 안정하며, 수득된 VA-셀은 가역적으로 스위칭될 수 있다. 스위칭을 나타내기 위해 교차된 편광기가 필요하다.

중합성 유도체 RM -1(0.3 %) 또는 RM -41(0.3 %)을 실시예 M2 내지 M134의 네마틱 LC 혼합물에 첨가하였다. 수득된 혼합물을 균질화시키고, "무-정렬" 시험 셀(셀 두께 d: 약 4.0 μm, 양면 상의 ITO 전극(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 정렬 층 없음, 부동태화층 없음)에 채웠다. 수득된 셀을 실시예 1P a)에 따라 처리하였다. 동등한 결과가 수득되었다.

실시예 1P c) 내지 134P f)

네마틱 LC 혼합물 M1 내지 M134과 RM35(0.3 %), RM43(0.3 %), RM55(0.3 %) 또는 RM83(0.3 %)를 혼합하여 1P a) 내지 134P b)와 같은 유사한 혼합물을 수득하고, 혼합물 1P c) 내지 134P f)를 수득하였다. 이들 혼합물을 실시예 1P a)에 따라 처리하였다. 모든 경우에서 스위칭 시간의 개선이 확인되었다.

실시예 M135 :

하기 네마틱 호스트 혼합물에 0.4%의 화학식

의 화합물을 가하였다.

실시예 M136 :

하기 네마틱 호스트 혼합물에 0.4%의 화학식

의 화합물을 가하였다.

실시예 M137 :

하기 네마틱 호스트 혼합물에 0.4%의 화학식

의 화합물을 가하였다.

실시예 M138 :

하기 네마틱 호스트 혼합물에 0.4%의 화학식

의 화합물을 가하였다.

실시예 M139 : 멀티 보틀 시스템

25%의 M135, 25%의 M136, 25%의 M137 및 25%의 M138을 혼합하여 멀티 보틀 시스템을 제조하고, 이는 하기 조성을 갖는다.

실시예 M135 내지 M139의 혼합물은 PM(수동 매트릭스)-VA 제품에 매우 적합하다.

Claims

하기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 극성 화합물의 혼합물을 기반으로 하는 액정 매질:
- 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물:

[상기 식에서,
R¹은 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O-, -O-CO-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고,
L¹, L² 및 L³은, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF₃, CHF₂ 또는 1 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 F 또는 알킬을 나타내고,
m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타냄];
및
- 하기 화학식 I-A 내지 I-K의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물:

[상기 식에서,
R¹, R¹ ^* 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때, 이들 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O-, -O-CO-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고,
a는 0 또는 1을 나타내고,
L¹ 및 L²는, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF₃ 또는 CHF₂를 나타냄].
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 I-1 내지 I-36의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서, R¹은 제 1 항에 주어진 의미를 갖는다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 I-1a, I-2a 또는 I-2b의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서, 알킬은 1 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 I-A-1 내지 I-K-1의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
알킬 및 알킬^*은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알콕시는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고,
L¹ 및 L²는, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF₃ 또는 CHF₂를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 IIA 내지 IIC의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R^2A, R^2B 및 R^2C는, 각각 서로 독립적으로, H, 비치환되거나 CN 또는 CF₃로 단일치환되거나 또는 할로겐으로 적어도 단일치환된, 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내고, 이때, 상기 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-,
, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,
L¹ ^-4는, 각각 서로 독립적으로, F 또는 Cl을 나타내고,
Z² 및 Z^2'는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CHCH₂O-을 나타내고,
p는 1 또는 2를 나타내고,
q는 0 또는 1을 나타내고,
v는 1 내지 6을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R³¹ 및 R³²는, 각각 서로 독립적으로, 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시알킬, 알켄일 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,

는

를 나타내고,
Z³은 단일 결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -C₄H₉-, -CF=CF-를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 L-1 내지 L-11의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R, R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 제 5 항에서 R^2A에 대해 기재된 의미를 갖고, 알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타내고,
s는 1 또는 2를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 T-1 내지 T-21의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R은 1 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,
m은 1 내지 6을 나타낸다.
제 1 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 O-1 내지 O-11의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서, R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 제 5 항에서 R^2A에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
제 1 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합물이 혼합물 전체를 기준으로 0.01 내지 10 중량%의 화학식 I의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합물이 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 첨가제가 항산화제, 안정화제, 반응성 메소젠, 도판트, 마이크로입자, 나노입자 및 염료의 군으로부터 선택되는, 액정 매질.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질이 하기 안정화제의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안정화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 M1 내지 M41의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 반응성 메소젠을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
P¹, P² 및 P³은, 각각 서로 독립적으로, 바람직하게는 P에 대해 상기 및 하기에 기재된 의미 중 하나를 갖는 중합성(polymerizable) 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐, 비닐옥시 또는 에폭시 기를 나타내고,
Sp¹, Sp² 및 Sp³은, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는, 바람직하게는 Sp에 대해 상기 및 하기에 기재된 의미 중 하나를 갖는, 스페이서 기를 나타내고, 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 나중에 언급된 기에서 인접한 고리로의 연결은 O 원자를 통해 일어나고,
이때, 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 또한, R^aa를 나타낼 수 있되, 단 존재하는 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 R^aa를 나타내지 않고,
R^aa는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이때, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 직접 서로 연결되지 않는 방식으로, C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때, 하나 이상의 H 원자는 또한, F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄 또는 분지쇄, 임의적으로 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(이때, 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 상기 분지형 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 가짐)를 나타내고,
R⁰ 및 R⁰⁰는, 각각 서로 독립적으로, 및 각각의 경우 동일하게 또는 상이하게, H 또는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R^y 및 R^z는, 각각 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃을 나타내고,
X¹, X² 및 X³은, 각각 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO- 또는 단일 결합을 나타내고,
Z¹은 -O-, -CO-, -C(R^yR^z)- 또는 -CF₂CF₂-를 나타내고,
Z² 및 Z³는, 각각 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -(CH₂)_n-를 나타내고, 이때 n은 2, 3 또는 4이고,
L은 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, F, Cl, CN, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄 알킬 또는 분지쇄, 임의적으로 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 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 나타낸다.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 RM-1 내지 RM-98의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 반응성 메소젠을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

.
하나 이상의 화학식　I의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-A 내지 I-K의 화합물을 하나 이상의 추가의 액정 화합물과 혼합하고 임의적으로 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 전기 광학(electro-optical) 디스플레이에서의 용도.
제 17 항에 있어서,
자가 정렬 VA 모드용 전기 광학 디스플레이에서의 액정 매질의 용도.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 유전체로서 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동 매트릭스 또는 수동 매트릭스 어드레싱을 가진 전기 광학 디스플레이.
제 19 항에 있어서,
VA, PM-VA, PSA, PS-VA, PALC, FFS, PS-FFS, IPS 또는 PS-IPS 디스플레이인것을 특징으로 하는 전기 광학 디스플레이.