KR20160105484A - 액정 매질 및 액정 디스플레이 - Google Patents

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    • G02F2001/133726—

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 하기 화학식 G의 화합물을 포함하는 메소젠성 매질, 바람직하게는 청색 상을 나타내고, 바람직하게는 중합체에 의해 안정화된 메소젠성 매질; 전광 광 변조 소자에서의 이들의 용도; 디스플레이에서의 이들의 각각의 용도; 및 이러한 장치에 관한 것이다:
Figure pct00135

상기 식에서, 치환기들은 명세서에 명시된 바와 같다.

Description

액정 매질 및 액정 디스플레이{LIQUID CRYSTAL MEDIUM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 화합물, 상기 화합물을 포함하는 매질, 및 상기 매질을 광 변조 매질로서 포함하는 전광 디스플레이에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 화합물은 메소젠성 화합물이며, 이는 바람직하게는 액정 매질에 사용된다. 특히, 본 발명에 따른 전광 디스플레이는, 메소젠성 변조 매질이 광학적으로 등방성 상, 바람직하게는 청색 상으로 존재하는 온도에서 작동되는 디스플레이이다.
전광 디스플레이, 및 이러한 디스플레이에서 작동될 때 등방성 상으로 존재하는 메소젠성 광 변조 매질은 독일 특허 제 102 17 273 A 호에 기재되어 있다. 전광 디스플레이, 및 이러한 디스플레이에서 작동될 때 광학적으로 등방성 청색 상으로 존재하는 메소젠성 광 변조 매질은 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/046805 호에 기재되어 있다.
하기 화학식의 화합물은 이소트로픽 또는 청색 상에서 액정 혼합물과 관련하여 WO 2009/139330 호에 개시되어 있다:
Figure pct00001
.
하기 화학식의 화합물은 US 2011/0284797 A1 호에 개시되어 있다:
Figure pct00002
.
예를 들어, 하기 구조식
Figure pct00003
및
Figure pct00004
의 화합물은 국제 특허 출원 공개 제 WO 2008/128623 A1 호에서 IPS 디스플레이용 액정 매질로서 제안되었다.
유럽 특허 제 2 302 015 A1 호는, 단순 네마틱 호스트 혼합물에서의 하기 화합물
Figure pct00005
뿐만 아니라
Figure pct00006
의 용도, 및
하기 키랄 화합물
Figure pct00007
을 포함하고 양의 유전율을 갖는 액정 혼합물에서의 하기 화합물
Figure pct00008
의 용도를 보여주며, 이때 상기 키랄 화합물은 청색 상을 나타내고, 하기 구조식의 반응성 메소젠의 광중합에 의해 안정화된다:
Figure pct00009
.
국제 특허 출원 공개 제 WO 2010/058681 A1 호는, 특히, 네마틱 상을 나타내는 하기 화합물을 언급하고 있으며:
Figure pct00010
,
또한 이러한 화합물을, 예를 들어 하기의 다른 화합물과 함께 포함하는 광학적 등방성 액정 매질을 언급하고 있다:
Figure pct00011
.
미국 특허 제 7,070,838 호는, 2-다이- 또는 트라이플루오로메틸-1,4-페닐 고리를 포함하는 중합가능한 화합물; 및 중합가능한 혼합물, LC 중합체, 콜레스테릭 상 LC 디스플레이 및 광학 필름에서의 이의 용도를 기술하고 있다. 이 특허에서는 하기 구조를 갖는 화학식 1a-2-19의 특정 화합물이 또한 개시되어 있다:
Figure pct00012
.
그러나, LC 디스플레이에서의 용도를 위한 이러한 화합물의 특성은 개시되어 있지 않다. 또한, 청색 상의 안정화를 위한 또는 PSA 디스플레이에서의 이러한 화합물의 용도는 미국 특허 제 7,070,838 호에 기술되어 있지 않거나 이로부터 자명하지 않다.
일본 특허 공개 제 2005-015473 A 호는, 불포화된 스페이서 기(알킨일렌 또는 알켄일렌)를 포함하는 중합가능한 화합물을 개시하고 있다. CF2O 가교를 통해 연결된 페닐 고리를 포함하는 화학식 1-13-77 내지 1-13-84, 1-13-134, 1-13-135, 1-56-9, 1-56-10, 1-56-23, 1-56-24의 특정 화합물, 및 광학 이방성 필름의 제조 및 강유전성 LC 매질에서의 상기 화합물의 용도가 또한 이 특허공개공보에 개시되어 있다. 예를 들어, 하기 구조를 갖는 특정 화합물도 이 특허공개공보에 개시되어 있다:
Figure pct00013
.
그러나, 청색 상의 안정화를 위한 또는 PSA 디스플레이에서의 상기 화합물의 용도는 일본 특허 출원 제 2005-015473 A 호에 기술되어 있지 않거나 이로부터 자명하지 않다.
미국 특허 출원 공개 제 2009/0268143 호 및 미국 특허 출원 공개 제 2010/0078593 호의 명세서는, 이방성 필름용 액정 혼합물의 성분으로서 음의 유전 이방성을 갖는 고리 시스템을 포함하는 다이플루오로옥시메틸렌-가교된 중합가능한 화합물을 청구하고 있다:
Figure pct00014
.
그러나, LC 디스플레이에서의 용도를 위한 상기 화합물의 특성을 개시되어 있지 않다. 또한, 청색 상의 안정화를 위한 또는 PSA 디스플레이에서의 상기 화합물의 용도는 이들 특허 출원에 기술되어 있지 않거나 이들로부터 자명하지 않다.
이들 참조문헌에 기재된 메소젠성 매질과 디스플레이는, 네마틱 상에서 액정을 사용하는 널리 공지되어 있고 널리 사용되는 디스플레이, 예컨대 비틀린 네마틱(TN)-, 초 비틀린 네마틱(STN)-, 전기적으로 조절된 복굴절(ECB)-모드 및 이의 다양한 변형 및 평면 내 스위칭(IPS)-모드로 작동되는 액정 디스플레이(LCD)에 비해 몇 가지 중요한 이점을 제공한다. 이들 이점 중에서 가장 중요한 것은 훨씬 더 빠른 스위칭 시간 및 상당히 더 넓은 광학 시야각이다.
반면, 예컨대 표면 안정화된 강유전성 액정 디스플레이(SSF LCD)의 스멕틱 상에서와 같이, 다른 액정 상에 메소젠성 매질을 사용하는 디스플레이에 비해, 독일 특허 제 102 17 273.0 호 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/046805 호의 디스플레이는 제조하기가 훨씬 더 용이하다. 예를 들면, 이들은 매우 얇은 셀 간격을 필요로 하지 않으며, 또한 전광 효과는 셀 간격의 작은 변화에 대해 그리 민감하지 않다.
그러나, 이들 언급된 특허출원에 기재된 액정 매질은 여전히, 몇몇 용도에는 충분히 낮지 않은 작동 전압을 필요로 한다. 또한, 이들 매질의 작동 전압은 온도에 따라 변하며, 일반적으로 특정 온도에서 전압이 온도 증가에 따라 급격히 증가하는 것으로 관찰된다. 이는 디스플레이 용도를 위한 청색 상의 액정 매질의 적용 가능성을 제한한다. 이들 특허출원에 기재된 액정 매질의 다른 단점은 보통 수준의 신뢰도인데, 이는 수많은 용도의 경우에 불충분하다. 이 보통 수준의 신뢰도는 예컨대 앞서 기재된 액정 매질에서 90% 미만일 수 있는 전압 보전율(VHR) 파라미터로 표시될 수 있다.
콜레스테릭(cholesteric) 상과 등방성 상 사이에 청색 상을 보유하고 통상 광학 현미경에 의해 관찰될 수 있는 일부 화합물과 조성물이 보고되어 있다. 청색 상이 관찰되는 이들 화합물 또는 조성물은 전형적으로 높은 키랄성을 나타내는 단일 메소젠성 화합물 또는 혼합물이다. 그러나, 일반적으로, 관찰되는 청색 상은 단지 매우 작은 온도 범위(전형적으로 1℃ 미만의 폭)에 걸쳐서만 연장되고/되거나, 청색 상은 오히려 편리하지 않은 온도 범위에 위치한다.
그러나, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/046805 호의 신규의 신속한 스위칭 디스플레이 모드를 작동시키기 위하여, 사용되는 광 변조 매질은 주변 온도를 포괄하는 광범위한 온도에 걸쳐 청색 상으로 존재해야 한다. 그러므로, 가능한 한 넓고 편리하게 위치하는 청색 상을 보유하는 광 변조 매질이 요구된다.
그러므로, 메소젠성 화합물 자체의 적절한 혼합물에 의해 달성되거나, 또는 바람직하게는 적절한 메소젠성 특성을 갖는 호스트 혼합물을, 넓은 온도 범위에 걸쳐 청색 상을 안정화시키는 단일 도판트 또는 도판트의 혼합물과 혼합함으로써 달성될 수 있는, 넓은 상 범위의 청색 상을 갖는 변조 매질이 강력하게 요구된다.
요약하면, 액정 디스플레이에서 작동될 수 있고, 매질이 청색 상으로 존재하는 온도에서 작동되며, 하기 기술적 개선을 제공하는 액정 매질이 요구되고 있다:
- 감소된 작동 전압,
- 작동 전압의 감소된 온도 의존성, 및
- 개선된 신뢰도, 예컨대 VHR.
놀랍게도, 청색 상을 나타내고 하나 이상의 하기 화학식 G의 화합물(여기에는 키랄 화합물도 포함됨)을 포함하는 메소젠성 매질이, 허용가능하게 높은 등명점, 및/또는 온도 및/또는 UV-부하(특히 UV-부하)에 대한 전압 보전율의 상당히 높은 안정성을 갖는 매질을 실현하게 한다는 것이 밝혀졌다:
Figure pct00015
상기 식에서,
L01 및 L02는 서로 독립적으로 H 또는 F이고, 바람직하게는 L01은 F이고/이거나 L02는 F이고,
X0은 F, CF3 또는 CN이고, 바람직하게는 CF3 또는 CN이고, 가장 바람직하게는 CN이고,
R0은 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
동시에, 생성된 매질은, 높은 곱셈(product) 값(Δε·Δn), 유리하게 낮은 점도 및 저온(deep temperature)에서의 우수한 안정성을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는 하기 화학식 G-I 내지 G-3의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure pct00016
상기 식에서,
치환기들은 상기 화학식 G에 대해 기재된 의미를 갖고,
R0은 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 메소젠성 매질은 하기 화학식 E 및 H의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:
Figure pct00017
상기 식에서,
L01 내지 L03은 서로 독립적으로 H 또는 F이고, 바람직하게는 L01은 F이고/이거나 L02는 F이고,
Z0은 -COO- 또는 -CF2O-이고,
R0은 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하나 이상의 하기 화학식 E-I의 화합물을 포함한다:
Figure pct00018
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하기 하위화학식 E-I-1 내지 E-I-4의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-I-1의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-I의 화합물을 포함한다:
Figure pct00019
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-I에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-I-1a 내지 E-I-1c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-I-1c의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-I-1의 화합물을 포함한다:
Figure pct00020
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-I-1에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-I-2a 내지 E-I-2c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-I-2c의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-I-2의 화합물을 포함한다:
Figure pct00021
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-I-2에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-I-3a 내지 E-I-3c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-I-3c의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-I-3의 화합물을 포함한다:
Figure pct00022
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-I-3에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-I-4a 내지 E-I-4c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-I-4c의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-I-4의 화합물을 포함한다:
Figure pct00023
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-I-4에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하나 이상의 하기 화학식 E-II의 화합물을 포함한다:
Figure pct00024
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하기 하위화학식 E-II-1 내지 E-II-4의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-I-3의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-II의 화합물을 포함한다:
Figure pct00025
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-II에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-II-1a 내지 E-II-1c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-II-1b의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-II-1의 화합물을 포함한다:
Figure pct00026
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-II-1에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-II-2a 내지 E-II-2c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-II-2b의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-II-2의 화합물을 포함한다:
Figure pct00027
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-II-2에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-II-3a 내지 E-II-3c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-II-3b의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-II-3의 화합물을 포함한다:
Figure pct00028
Figure pct00029
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-II-3에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 E-II-4a 내지 E-II-4c의 화합물, 바람직하게는 화학식 E-II-4b의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 E-II-4의 화합물을 포함한다:
Figure pct00030
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 E-II-4에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하나 이상의 하기 화학식 H-I의 화합물을 포함한다:
Figure pct00031
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 H에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하나 이상의 하기 화학식 H-I-1의 화합물을 포함한다:
Figure pct00032
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 H에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 하나 이상의 하기 화학식 M-I 및 M-II의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure pct00033
Figure pct00034
상기 식에서,
L0은 H 또는 F이고, 바람직하게는 F이고,
R0은 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 M-I-1 및 M-I-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-I-2의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 M-I의 화합물을 포함한다:
Figure pct00035
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 M-I에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 M-I-1a 내지 M-I-1c의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-I-1a 및/또는 M-I-1b의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-I-1b의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 M-I-1의 화합물을 포함한다:
Figure pct00036
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 M-I-1에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 M-I-2a 내지 M-I-2c의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-I-2a 및/또는 M-I-2b의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-I-2b의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 M-I-2의 화합물을 포함한다:
Figure pct00037
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 M-I-2에 대해 기재된 의미를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 M-II-1 및 M-II-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-II-2의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 M-II의 화합물을 포함한다:
Figure pct00038
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 M-II에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 M-II-1a 내지 M-II-1c의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-II-1a 및/또는 M-II-1b의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-II-1b의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 M-II-1의 화합물을 포함한다:
Figure pct00039
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 M-II-1에 대해 기재된 의미를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 M-II-2a 내지 M-II-2c의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-II-2a 및/또는 M-II-2b의 화합물, 바람직하게는 화학식 M-II-2b의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 M-II-2의 화합물을 포함한다:
Figure pct00040
상기 식에서,
R0은 상기 화학식 M-II-2에 대해 기재된 의미를 갖는다.
또한, 화학식 M-I 및/또는 M-II의 화합물 또는 화합물들 또는 이들의 각각의 바람직한 하위 화학식에 추가적으로, 하나 이상의 하기 화학식 I 및 II의 화합물(여기에는 키랄 화합물도 포함됨)을 포함하는 메소젠성 매질은, 허용가능하게 높은 등명점, 및/또는 온도 및/또는 UV-부하(특히 UV-부하)에 대한 전압 보전율의 상당히 높은 안정성을 갖는 매질을 달성하도록 하는 것으로 밝혀졌다:
Figure pct00041
상기 식에서,
L1은 H 또는 F, 바람직하게는 F이고,
L21 내지 L23은, 서로 독립적으로, H 또는 F이고, 바람직하게는 L21 및 L22는 둘다 F이고/이거나 L23은 F이고,
R1 및 R2는, 서로 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN, 바람직하게는 F로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고, 바람직하게는 1 내지 9개의 C-원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C-원자를 갖는 n-알킬, n-알콕시, 2 내지 9개의 C-원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C-원자를 갖는 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬 또는 할로겐화된 알킬, 할로겐화된 알켄일 또는 할로겐화된 알콕시, 바람직하게는 일불화된, 이불화된 또는 올리고불화된 알킬, 알켄일 또는 알콕시, 가장 바람직하게는 n-알킬, n-알콕시, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬이고,
Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 추가적으로 하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 포함한다:
Figure pct00042
상기 식에서,
R3은 상기 화학식 I에서 R1에 대해 제시된 의미를 갖는다.
바람직하게는 본 발명에 따른 매질은, 하기 화학식 IV 및 V의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:
Figure pct00043
상기 식에서,
R4 및 R5는, 서로 독립적으로, 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로, 바람직하게는 F로 일치환 또는 다중치환된, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의, 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이때, 하나 이상의 CH2 기는, 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, 임의적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 대체됨), 바람직하게는 탄소수 1 내지 9, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의, n-알킬 또는 n-알콕시, 탄소수 2 내지 9, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬, 가장 바람직하게는 탄소수 9 이하의, n-알킬, n-알콕시, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬이고,
L5는 H 또는 F이고, 바람직하게는 F이고,
Figure pct00044
은
Figure pct00045
Figure pct00046
,
바람직하게는
Figure pct00047
이고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 또는 1이고, 바람직하게는 m이 1이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 바람직하게는 하기 하위화학식 I-1 및 I-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 I-2의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함한다:
Figure pct00048
상기 식에서,
R1은 상기 화학식 I에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-알킬, 가장 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 하나 이상의 화학식 III의 화합물, 바람직하게는 R3이 상기 화학식 III에 대해 기재된 의미를 갖고, 더욱 바람직하게는 n-알킬, 더욱 더 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 또는 n-헥실, 가장 바람직하게는 n-부틸인 화합물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은, 바람직하게는 하기 하위화학식 II-1 내지 II-8, 바람직하게는 하기 화학식 II-1 내지 II-4, 가장 바람직하게는 하기 화학식 II-3의 화합물의 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 포함한다:
Figure pct00049
Figure pct00050
상기 식에서, R2는 상기 화학식 II에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 n-부틸 또는 n-펜틸이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은, 바람직하게는 하기 화학식 IV-1 내지 IV-4, 바람직하게는 하기 화학식 IV-2의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 IV의 화합물을 포함한다:
Figure pct00051
상기 식에서, R4는 상기 화학식 IV에 대해 기재된 의미를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질, 바람직하게는 하기 화학식 V-1 및 V-2의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 V의 화합물, 바람직하게는 하나 이상의 화학식 V-1의 화합물 및 하나 이상의 화학식 V-2의 화합물을 포함한다:
Figure pct00052
상기 식에서, R5은 상기 화학식 V에 대해 기재된 의미를 가진다.
본원에서 알킬 또는 알콕시 라디칼, 즉, 말단 CH2 기가 -O-로 대체된 알킬은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자를 가지며, 따라서 바람직하게는 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시 또는 옥톡시, 더욱이 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트라이데콕시 또는 테트라데콕시이다.
옥사알킬, 즉 하나의 비-말단 CH2 기가 -O-로 대체된 알킬 기는 바람직하게는 예컨대 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3- 또는 4-옥사펜틸, 2-, 3-, 4- 또는 5-옥사헥실, 2-, 3-, 4-, 5- 또는 6-옥사헵틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- 또는 7-옥사옥틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-옥사노닐, 또는 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실이다.
알켄일 기, 즉 하나 이상의 CH2 기가 -CH=CH-로 대체된 알킬 기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 2 내지 10개의 C 원자를 가지며, 따라서 바람직하게는 비닐, 프로프-1- 또는 프로프-2-엔일, 부트-1-, -2- 또는 부트-3-엔일, 펜트-1-, -2-, -3- 또는 펜트-4-엔일, 헥스-1-, -2-, -3-, -4- 또는 헥스-5-엔일, 헵트-1-, -2-, -3-, -4-, -5- 또는 헵트-6-엔일, 옥트-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6- 또는 옥트-7-엔일, 논-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7- 또는 논-8-엔일, 데크-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7-, -8- 또는 데크-9-엔일이다.
특히 바람직한 알켄일 기는 C2-C7-1E-알켄일, C4-C7-3E-알켄일, C5-C7-4-알켄일, C6-C7-5-알켄일 및 C7-6-알켄일, 특히 C2-C7-1E-알켄일, C4-C7-3E-알켄일 및 C5-C7-4-알켄일이다. 특히 바람직한 알켄일 기의 예는 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 1E-헵텐일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 3E-헵텐일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일, 4Z-헵텐일, 5-헥센일, 6-헵텐일 등이다. 5개 이하의 C 원자를 갖는 기가 통상적으로 바람직하다.
하나의 CH2 기가 -O-로 대체되고 다른 하나가 -CO-로 대체된 알킬 기에서, 이들 라디칼은 바람직하게는 인접한다. 따라서, 이들 라디칼은 함께 카보닐옥시 기 -CO-O- 또는 옥시카보닐 기 -O-CO-를 형성한다. 바람직하게는, 이러한 알킬 기는 직쇄이고 2 내지 6개의 C 원자를 갖는다.
따라서, 이는 바람직하게는 아세틸옥시, 프로피오닐옥시, 부티릴옥시, 펜타노일옥시, 헥사노일옥시, 아세틸옥시메틸, 프로피오닐옥시메틸, 부티릴옥시메틸, 펜타노일옥시메틸, 2-아세틸옥시에틸, 2-프로피오닐옥시에틸, 2-부티릴옥시에틸, 3-아세틸옥시프로필, 3-프로피오닐옥시프로필, 4-아세틸옥시부틸, 메톡시카보닐, 에톡시카보닐, 프로폭시카보닐, 부톡시카보닐, 펜톡시카보닐, 메톡시카보닐메틸, 에톡시카보닐메틸, 프로폭시카보닐메틸, 부톡시카보닐메틸, 2-(메톡시카보닐)에틸, 2-(에톡시카보닐)에틸, 2-(프로폭시카보닐)에틸, 3-(메톡시카보닐)프로필, 3-(에톡시카보닐)프로필, 4-(메톡시카보닐)-부틸이다.
둘 이상의 CH2 기가 -O- 및/또는 -COO-로 대체된 알킬 기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 3 내지 12개의 C 원자를 갖는다. 따라서, 이는 바람직하게는 비스-카복시-메틸, 2,2-비스-카복시-에틸, 3,3-비스-카복시-프로필, 4,4-비스-카복시-부틸, 5,5-비스-카복시-펜틸, 6,6-비스-카복시-헥실, 7,7-비스-카복시-헵틸, 8,8-비스-카복시-옥틸, 9,9-비스-카복시-노닐, 10,10-비스-카복시-데실, 비스-(메톡시카보닐)-메틸, 2,2-비스-(메톡시카보닐)-에틸, 3,3-비스-(메톡시카보닐)-프로필, 4,4-비스-(메톡시카보닐)-부틸, 5,5-비스-(메톡시카보닐)-펜틸, 6,6-비스-(메톡시카보닐)-헥실, 7,7-비스-(메톡시카보닐)-헵틸, 8,8-비스(메톡시카보닐)-옥틸, 비스-(에톡시카보닐)-메틸, 2,2-비스-(에톡시카보닐)-에틸, 3,3-비스-(에톡시카보닐)-프로필, 4,4-비스-(에톡시카보닐)-부틸, 5,5-비스-(에톡시카보닐)-헥실이다.
CN 또는 CF3에 의해 일치환된 알킬 또는 알켄일 기는 바람직하게는 직쇄이다. CN 또는 CF3에 의한 치환은 임의의 목적하는 위치에서 이루어질 수 있다.
할로겐에 의해 적어도 일치환된 알킬 또는 알켄일 기는 바람직하게는 직쇄이다. 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이고, 다중치환의 경우에는 바람직하게는 F이다. 생성되는 기는 또한 과불화된 기를 포함한다. 일치환의 경우, F 또는 Cl 치환기는 임의의 목적하는 위치에 존재할 수 있지만, 바람직하게는 ω-위치에 존재한다. 말단 F 치환기를 갖는 특히 바람직한 직쇄 기의 예는 플루오르메틸, 2-플루오르에틸, 3-플루오르프로필, 4-플루오르부틸, 5-플루오르펜틸, 6-플루오르헥실 및 7-플루오르헵틸이다. 그러나, F의 다른 위치들이 배제되지는 않는다.
할로겐은 F, Cl, Br 및 I를 의미하고, 바람직하게는 F 또는 Cl, 가장 바람직하게는 F이다. R1, R5, R, R' 및 R"는 각각 극성 또는 비-극성 기일 수 있다. 극성 기의 경우, 이는 바람직하게는 CN, SF5, 할로겐, OCH3, SCN, COR5, COOR5 또는 탄소수 1 내지 4의 일불화되거나, 올리고불화되거나 또는 다중불화된 알킬 또는 알콕시 기로부터 선택된다. R5는 1 내지 4개, 바람직하게는 1 내지 3개의 C 원자를 갖는 임의로 불화된 알킬이다. 특히 바람직한 극성 기는 F, Cl, CN, OCH3, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, CHF2, CH2F, OCF3, OCHF2, OCH2F, C2F5 및 OC2F5, 특히 F, Cl, CN, CF3, OCHF2 및 OCF3으로부터 선택된다. 비-극성 기의 경우, 이는 바람직하게는 탄소수 15 이하의 알킬 또는 탄소수 2 내지 15의 알콕시이다.
R1 내지 R5는 각각 비키랄 또는 키랄 기일 수 있다. 키랄 기의 경우, 이는 바람직하게는 하기 화학식 I*이다:
Figure pct00053
상기 식에서,
Q1은 탄소수 1 내지 9의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시 기, 또는 단일 결합이고,
Q2는, F, Cl, Br 또는 CN에 의해 일치환 또는 다중치환되거나, 또는 비치환될 수 있는 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 알콕시 기이되, 하나 이상의 비인접 CH2 기는, 각각의 경우 서로 독립적으로, 산소 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-로 대체될 수 있으며,
Q3은 F, Cl, Br, CN 또는 Q2에 대해 정의된 바와 같으나 Q2와는 상이한 알킬 또는 알콕시 기이다.
화학식 I*의 Q1이 알킬렌-옥시 기인 경우, O 원자는 바람직하게는 키랄 C 원자에 인접한다.
화학식 I*의 바람직한 키랄 기는 2-알킬, 2-알콕시, 2-메틸알킬, 2-메틸알콕시, 2-플루오로알킬, 2-플루오로알콕시, 2-(2-에틴)-알킬, 2-(2-에틴)-알콕시, 1,1,1-트라이플루오로-2-알킬 및 1,1,1-트라이플루오로-2-알콕시이다.
특히 바람직한 키랄 기 I*은, 예컨대 2-부틸(=1-메틸프로필), 2-메틸부틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, 특히 2-메틸부틸, 2-메틸부톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 2-에틸헥속시, 1-메틸헥속시, 2-옥틸옥시, 2-옥사-3-메틸부틸, 3-옥사-4-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 2-헥실, 2-옥틸, 2-노닐, 2-데실, 2-도데실, 6-메톡시옥톡시, 6-메틸옥톡시, 6-메틸옥타노일옥시, 5-메틸헵틸옥시카보닐, 2-메틸부티릴옥시, 3-메틸발레로일옥시, 4-메틸헥사노일옥시, 2-클로로프로피오닐옥시, 2-클로로-3-메틸부티릴옥시, 2-클로로-4-메틸발레릴옥시, 2-클로로-3-메틸발레릴옥시, 2-메틸-3-옥사펜틸, 2-메틸-3-옥사헥실, 1-메톡시프로필-2-옥시, 1-에톡시프로필-2-옥시, 1-프로폭시프로필-2-옥시, 1-부톡시프로필-2-옥시, 2-플루오로옥틸옥시, 2-플루오로데실옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸, 2-플루오로메틸옥틸옥시이다. 2-헥실, 2-옥틸, 2-옥틸옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-헥실, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸 및 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸옥시가 매우 바람직하다.
또한, 비키랄 분지쇄 알킬 기를 함유하는 화합물은, 예컨대 결정화되는 경향의 감소 때문에 경우에 따라 중요할 수 있다. 이러한 유형의 분지쇄 기는 일반적으로 하나보다 많은 쇄 분지를 함유하지 않는다. 바람직한 비키랄 분지쇄 기는 이소프로필, 이소부틸(=메틸프로필), 이소펜틸(=3-메틸부틸), 이소프로폭시, 2-메틸-프로폭시 및 3-메틸부톡시이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은, 각각 중합가능한 화합물이고 각각 1개, 2개 또는 그 이상의 반응성 기(이들은 각각, 중합가능한 기임)를 포함하는 하나 이상의 반응성 화합물을 포함한다. 메소젠성 물질은 바람직하게는, 매트릭스 또는 네트워크 형태를 가질 수 있는 중합체 형성에 의해 청색 상에서 안정화되 때문에, 이는 자명하다.
디스플레이 용도에 사용하는 경우, 그 자체로 순수한 청색 상(BP)을 나타내는 전형적인 물질의 온도 범위는 일반적으로 충분히 넓지 않다. 이러한 물질은 전형적으로, 단지 몇 °, 예컨대 약 3 내지 4°의 작은 온도 범위에 걸쳐 연장되는 청색 상을 가진다. 따라서, 이러한 물질이 실제적인 용도(예컨대, 디스플레이)에 적합하도록 하기 위해서는, 청색 상의 온도 범위를 연장하는 추가적인 안정화가 필요하다.
중합체 형성에 의해 청색 상을 안정화시키기 위해서는, 배합된 청색 상 호스트 혼합물이 편리하게는 적절한 키랄 도판트(하나 이상의 적합한 키랄 화합물) 및 하나 이상의 반응성 화합물, 바람직하게는 반응성 메소젠성 화합물(RM)과 조합된다. 결과적인 혼합물은 LC 셀(또는 디스플레이 패널) 내로 충전된다. 이어서, LC 셀/패널은 혼합물이 청색 상인 특정 온도에서 유지된다(예컨대, 청색 상이 특정 온도에서 관찰될 수 있을 때까지 가열되거나 냉각된다). 이러한 온도는 전체 중합 공정 동안 유지된다. 중합 공정은 전형적으로, 전형적인 매질-압력 수은-증기 램프의 UV 조사에 의해 제어된다. 표준 조건은, 예를 들어 380 nm의 파장에서 3 mW/cm2를 180초 동안 사용하는 것이다. LC 물질의 손상을 막기 위해, 적절한 광학 필터를 추가적으로 사용할 수 있다.
하기에서는, 수득된 중합체-안정화된 청색 상(BP)의 안정성에 대한 기준이 간략히 설명된다.
중합체 안정화의 탁월한 품질을 보장하는 것은, PS-BP를 디스플레이 용도에 사용하는데 있어서 중요하다. 중합체 안정화의 품질은 몇몇 기준에 의해 판단된다. 광학 검사는 우수한 중합을 보장한다. 시험 셀/패널에서 관찰되는 임의의 결함 및/또는 헤이즈는 최적이 아닌 중합체 안정화의 지표이다. 다양한 부하/스트레스 조건 하의 전광 검사는 PS-BP의 장기 안정성을 보장한다. 전형적인 디스플레이 파라미터는 소위 메모리 효과(ME)이다. 메모리 효과는, 하나 이상의 스위칭 사이클을 수행한 후 잔류 투과율의 표준화된 척도로서, 스위칭-온을 위한 콘트라스트비와 스위칭-오프를 위한 콘트라스트비의 차이로서 정의된다. 1.0의 메모리 효과 값은 탁월한 중합체 안정화의 지표이다. 1.1 초과의 메모리 효과 값은 청색 상의 불충분한 안정화를 나타낸다.
본 발명은 또한, 화학식 I 및/또는 II, 및 임의적으로 화학식 III의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 키랄 도판트 및 하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물을 포함하는 LC 매질뿐만 아니라, 하나 이상의 화학식 P의 화합물 단독 또는 이 화합물과 각각의 혼합물로부터의 하나 이상의 추가의 중합가능한 화합물과의 조합을 중합시켜 수득가능한 중합체-안정화된 시스템, 및 청색 상을 갖는 전광 디스플레이에서의 상기 안정화된 시스템의 용도에 관한 것이다:
Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q1-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P
상기 식에서,
Pa 및 Pb는, 각각 서로 독립적으로, 중합가능한 기이고,
Spa 및 Spb는, 각각 서로 독립적으로, 스페이서 기를 나타내고,
s1 및 s2는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
n1 및 n2는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, 바람직하게는 0이고,
Q1은 -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH2)4-, -CH2CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -O-, -CH2-, -(CH2)3-, -CF2-, 바람직하게는 -CF2O-를 나타내고,
Z61, Z62, Z1 및 Z4는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH2)4-, -CH2CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -O-, -CH2-, -(CH2)3-, 또는 -CF2-를 나타내고,
이때 Z1 및 Q1 또는 Z4 및 Q1은, -CF2O- 및 -OCF2-로부터 선택되는 기를 동시에 나타내지는 않고,
A1, A2, A3, 및 A4는, 각각 서로 독립적으로,
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 1,4'-바이사이클로헥실렌(이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군,
b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때 또한, 1개 도는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군,
c) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로푸란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일(각각, L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음)로 이루어진 군,
d) 5 내지 20개의 환형 C 원자(이들 중 하나 이상은 또한 헤테로원자로 대체될 수 있음)를 갖는 포화되거나 부분적으로 불포화되거나 완전히 불포화되고 임의적으로 치환된 다환형 라디칼(바람직하게는, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스파이로[3.3]헵탄-2,6-다이일,
Figure pct00054
로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 또한, 이들 라디칼 중의 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음)로 이루어진 군
으로부터 선택되는 2가 라디칼 기를 나타내고,
L은, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF5, 또는 탄소수 1 내지 12의, 각각의 경우 임의적으로 불화된, 직쇄 또는 분지쇄, 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
R0 및 R00는, 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있고,
M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2-를 나타내고,
Y1 및 Y2는, 각각 서로 독립적으로, R0에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 갖거나, Cl 또는 CN을 나타내고, 다르게는 Y1 및 Y2 기 중 하나가 -OCF3, 바람직하게는 H, F, Cl, CN 또는 CF3를 나타낸다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 화학식 P의 화합물은 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
상기 식에서,
L은, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 상기 및 하기에 제시되는 의미 중 하나를 갖고,
r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
n은 1 내지 24, 바람직하게는 1 내지 12, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 8 사이의 정수를 나타내고,
단일 결합 또는 이중 결합의 말단에서 라디칼이 언급되지 않는 경우, 이는 말단 CH3 또는 CH2 기이다.
화학식 P1 내지 P24에서,
Figure pct00058
은 바람직하게는
Figure pct00059
및
Figure pct00060
로 이루어진 군으로부터 선택되는 기를 나타내고,
특히 바람직하게는
Figure pct00061
로부터 선택되는 기이다.
A2-Q1-A3 기는 바람직하게는 하기 구조식의 기를 나타낸다:
Figure pct00062
상기 식에서,
고리들 중 적어도 하나는 하나 이상의 L 기(L=F)로 치환되고,
r은, 각각의 경우 독립적으로, 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.
화학식 P 및 이의 하위화학식의 화합물에서 Pa 및 Pb는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또한 플루오로아크릴레이트를 나타낸다.
화학식 I 및 이의 하위화학식의 화합물에서 Spa 및 Spb는 바람직하게는, -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO- 및 -(CH2)p1-O-CO-O- 및 이들의 거울상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6의 정수, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3을 나타내고, 이들 기는 O 원자들이 직접 인접하지 않는 방식으로 Pa 또는 Pb에 연결된다.
화학식 P의 화합물 중에서,
- 라디칼 Pa 및 Pb가, 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
- 라디칼 Spa 및 Spb가, -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO- 및 -(CH2)p1-O-CO-O- 및 이들의 거울상으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6의 정수, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3을 나타내고, 이들 라디칼은 O 원자들이 직접 인접하지 않는 방식으로 Pa 또는 Pb에 연결되는,
화합물이 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 화학식 P의 화합물은, 바람직하게는 6원 고리인 정확히 2개의 고리를 포함한다(n1 = n2 = 0). 하기 화학식들의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물이 특히 바람직하다:
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
상기 식에서, Pa, Pb, Spa, Spb, s1 및 s2는 상기 화학식 P 하에 정의된 바와 같고, 바람직하게는 Spa /b는 알킬렌 -(CH2)n-이고(이때, n은 바람직하게는 3, 4, 5, 6 또는 7임), Pa /b는 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 잔기이다.
화학식 Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, Pf, Pg, Ph 및 Pi의 군으로부터 선택되는 화합물, 특히 화학식 Pa의 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
화학식 P에서, 잔기 "A2-Q1-A3"는 바람직하게는 하기 구조식의 잔기이다:
Figure pct00066
상기 식에서, 바람직하게는 2개의 페닐렌 고리 중 적어도 하나는 하나 이상의 L(이는, H가 아님)로 치환되고, r은, 각각의 고리에서 독립적이고, 바람직하게는 각각의 고리에서 0, 1 또는 2이다.
화학식 P 및 이의 각각의 하위화학식의 화합물의 경우, 바람직하게는
Pa 및 Pb는, 서로 독립적으로, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또한 플루오로아크릴레이트이고,
Spa 및 Spb는, 서로 독립적으로, -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-, -CO-O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6의 정수, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3이고, 이들 잔기는 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 Pa 또는 Pb와 연결된다.
- Pa 및 Pb가 비닐옥시-, 아크릴레이트-, 메타크릴레이트-, 플루오로아크릴레이트-, 클로로아크릴레이트-, 옥세탄- 또는 에폭시 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트- 또는 메타크릴레이트이고,
- Spa 및 Spb가 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-, -CO-O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6의 정수, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3이고, 이들 잔기는 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 Pa 또는 Pb와 연결되는,
화학식 P의 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 중합체-안정화된 디스플레이를 제조하기 위해, 상기 중합가능한 화합물은 중합되거나 가교결합되며, 하나 이상의 화합물이 2개 이상의 중합가능한 기를 포함하는 경우, 전압을 인가하여 LC 디스플레이의 기판들 사이의 LC 매질 중의 동일 반응계 내 중합에 의해, 상기 중합가능한 화합물은 중합되거나 가교결합된다. 이러한 중합은 하나의 단계로 수행될 수 있다. 물질(즉, 키랄 화합물 및 중합체 전구체를 포함하는 메소젠성 혼합물)이 청색 상인 온도에서 중합을 수행하는 것이 바람직하다.
적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들어 열중합 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV-유도된 광중합이며, 이는 상기 중합가능한 화합물을 UV 복사선에 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 임의적으로, 하나 이상의 중합 개시제를 상기 중합가능한 화합물에 가할 수 있다. 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어 시판 광개시제 이르가큐어(Irgacure)651(등록상표), 이르가큐어184(등록상표), 이르가큐어907(등록상표), 이르가큐어369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure)1173(등록상표)(시바 아게(Ciba AG))이다. 중합 개시제가 사용되는 경우, 이의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1중량%이다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물은 개시제가 없는 중합에도 적합하며, 이는, 더 낮은 재료 비용 및 특히 가능한 잔량의 개시제에 의한 LC 매질의 더 적은 오염 또는 생성물의 더 적은 열화와 같은 상당한 이점을 수반한다. 따라서, 상기 중합은 개시제의 첨가 없이 수행될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 중합 개시제를 함유하지 않는다.
상기 중합가능한 성분(성분 A) 또는 상기 LC 매질은 또한, 예를 들어 저장 또는 수송 동안 RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있다. 예를 들어, 이르가녹스(Irganox, 등록상표) 시리즈(시바 아게)로부터의 시판 안정화제, 예를 들어 이르가녹스(등록상표) 1076이 특히 적합하다. 안정화제가 사용되는 경우, RM 또는 상기 중합가능한 성분(성분 A)의 총량을 기준으로 이의 비율은 바람직하게는 10 내지 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 2,000 ppm 범위, 가장 바람직하게는 0.2% 또는 약 0.2%이다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 화학식 P의 중합가능한 화합물은 개별적으로 중합될 수 있지만, 2종 이상의 본 발명에 따른 중합가능한 화합물 또는 하나 이상의 본 발명에 따른 중합가능한 화합물과 추가의 중합가능한 화합물(공단량체)(이는 바람직하게는 메소젠성 또는 액정임)을 포함하는 혼합물을 포함하는 혼합물을 중합하는 것도 가능하다. 이러한 혼합물의 중합의 경우, 공중합체가 형성된다. 2종 이상의 본 발명에 따른 화합물의 혼합물 또는 하나 이상의 본 발명에 따른 화합물과 하나 이상의 추가의 중합가능한 화합물을 포함하는 혼합물이 바람직하게는 사용된다. 본 발명은 또한, 상기 및 하기 언급되는 중합가능한 혼합물에 관한 것이다. 이러한 중합가능한 화합물 및 공단량체는 메소젠성 또는 비-메소젠성이고, 바람직하게는 메소젠성 또는 액정이다.
본 발명에 따른 중합체-안정화된 디스플레이를 위한 중합체 전구체에 사용하기 위한 적합하고 바람직한 공단량체는, 예를 들어 하기 화학식들로부터 선택된다:
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
상기 식에서,
P1 및 P2는, 각각 서로 독립적으로, 중합가능한 기이고, 바람직하게는 상기 및 하기에서 Pa에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시- 또는 에폭시 기이고,
Sp1 및 Sp2는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는 스페이서 기이고, 바람직하게는 상기 및 하기에서 Spa에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, 이들 기는 O-원자를 통해, 인접한 고리에 연결되고,
다르게는, P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상이 또한 Raa일 수 있되, 단, 상기 화합물 중에 존재하는 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 적어도 하나는 Raa가 아니고,
Raa는 H, F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이때, 하나 이상의 비인접 -CH2- 기는, 서로 독립적으로, O 또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의, 임의적으로 일불화 또는 다중불화된 직쇄 또는 분지쇄, 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐 또는 알킬카보닐옥시이고, 이때 알켄일- 및 알킨일 기는 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 분지쇄 기는 3개 이상의 탄소 원자를 갖고,
R0 및 R00은, 각각의 경우 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬이고,
Ry 및 Rz는, 각각 서로 독립적으로, H, F, CH3 또는 CF3이고,
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-이고,
Z2 및 Z3은, 각각 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, 또는 -(CH2)n-이고, 이때 n은 2, 3 또는 4이고,
L은, 각각의 경우 서로 독립적으로, F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 탄소수 1 내지 12의, 임의적으로 일불화 또는 다중불화된, 직쇄 또는 분지쇄, 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 바람직하게는 F이고,
L' 및 L"는 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 Cl이고,
r은 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
s는 0, 1, 2 또는 3이고,
t는 0, 1 또는 2이고,
x는 0 또는 1이다.
상기 메소젠성 매질이 청색 상인 온도에서 작동가능하고/하거나 작동하는 본 발명에 따른 디스플레이에 사용하기 적합하고 바람직한 공단량체는, 예를 들어 상기 중합체-안정화된 시스템의 전구체 중에 1 내지 9중량%, 특히 바람직하게는 4 내지 7중량% 범위의 농도로 존재하는 일반응성 화합물의 군으로부터 선택된다. 바람직한 일반응성 화합물은 화학식 M1 내지 M29의 화합물이며, 이때 상기 화합물이 단지 하나의 반응성 기를 갖도록, P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상은 Raa이다.
특히 바람직한 일반응성 화합물은 하기 화학식들의 화합물이다:
Figure pct00071
상기 식에서, P1, Sp1 및 Raa는 상기 제시된 각각의 의미를 가진다.
이들 중에서, 하기 화학식 M17-A'의 화합물이 특히 바람직하다:
Figure pct00072
상기 식에서,
n은 1 내지 16, 바람직하게는 2 내지 8 범위의 정수, 바람직하게는 짝수 정수이고,
m은 1 내지 15, 바람직하게는 2 내지 7 범위의 정수이다.
상기 LC 매질 또는 상기 매질 중에 존재하는 중합가능하거나 중합된 성분이 하나 이상의 하기 화학식 M10-A의 화합물을 포함하는, 상기 및 하기 기술되는 LC 매질, LC 디스플레이, 방법 또는 용도가 특히 바람직하다:
Figure pct00073
상기 식에서, Pa, Pb, Spa, Spb, s1, s2 및 L은 상기 및 하기 제시되는 의미를 갖고, r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, 및 Z2 및 Z3은, 각각 서로 독립적으로, -CF2-O- 또는 -O-CF2-를 나타내고, 바람직하게는 Z2가 -CF2-O-이고 Z3이 -O-CF2-이거나 그 반대일 수 있고, 가장 바람직하게는, Z2가 -CF2-O-이고 Z3이 -O-CF2-이다.
화학식 G의 화합물은 당업자에게 공지된 통상적인 방법으로 이용가능하다. 출발 물질은, 예를 들어 시판되거나 공개된 방법에 의해 이용가능한 하기 유형의 화합물일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은, 화학식 G의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 이로 주로 이루어지고, 가장 바람직하게는 이로 전적으로 이루어진 성분 A를 포함한다.
본원에서 "포함한다"라는 것은, 조성물과 관련하여 지칭되는 물질, 예컨대 매질 또는 성분이 해당 화합물 또는 화합물들을 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 20% 이상의 총 농도로 함유함을 의미한다.
이와 관련하여 "주로 이루어진다"라는 것은, 지칭된 물질이 해당 화합물 또는 화합물들을 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상 함유함을 의미한다.
이와 관련하여 "전적으로 이루어진다"라는 것은, 지칭된 물질이 해당 화합물 또는 화합물들을 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상, 가장 바람직하게는 100.0% 함유함을 의미한다.
본원에 따른 매질 중에 함유되는 본원에 따른 화학식 I의 화합물의 농도는 바람직하게는 0.5% 이상 70% 이하, 더욱 바람직하게는 범위 1% 이상 60% 이하 범위, 가장 바람직하게는 5% 이상 50% 이하 범위이다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 메소젠성 변조 매질은,
- 바람직하게는 1중량% 내지 40중량%의 총 농도, 더욱 바람직하게는 1중량% 내지 30중량%의 농도, 가장 바람직하게는 존재하는 각각의 단일 화합물에 대해 1중량% 내지 20중량% 경우의 농도의 하나 이상의 화학식 G의 화합물, 및/또는
- 바람직하게는 1중량% 내지 40중량%의 총 농도, 더욱 바람직하게는 1중량% 내지 30중량%의 농도, 가장 바람직하게는 존재하는 각각의 단일 화합물에 대해 1중량% 내지 20중량% 경우의 농도의 하나 이상의 화학식 E-I의 화합물, 및/또는
- 바람직하게는 1중량% 내지 25중량%의 총 농도, 더욱 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%의 농도, 가장 바람직하게는 존재하는 각각의 단일 화합물에 대해 1중량% 내지 15중량% 경우의 농도의 하나 이상의 화학식 E-II의 화합물, 및/또는
- 바람직하게는 1중량% 내지 25중량%의 총 농도, 더욱 바람직하게는 1중량% 내지 20중량%의 농도, 가장 바람직하게는 존재하는 각각의 단일 화합물에 대해 1중량% 내지 10중량% 경우의 농도의 하나 이상의 화학식 M-I 및 M-II의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및/또는
- 바람직하게는 1중량% 내지 25중량%의 농도의 하나 이상의 화학식 I 및 II의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및/또는
- 임의적으로, 바람직하게는 필수적으로, 하기 화학식 IV 및 V의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및/또는
- 바람직하게는 1중량% 내지 20중량%의 농도의, 20 μm-1 이상의 HTP를 갖는 하나 이상의 키랄 화합물, 및
- 임의적으로, 바람직하게는 필수적으로, 바람직하게는 5% 이상 15% 이하, 바람직하게는 7% 이상 12% 이하, 가장 바람직하게는 8% 이상 11% 이하 범위의, 반응성 화합물(바람직하게는, 중합시 청색 상의 상 범위를 안정시키고/시키거나 전광 효과의 온도 의존성을 감소시킬 수 있고 바람직하게는 감소시키는 반응성 메소젠)을 포함하는 중합체 전구체
를 포함한다.
본원에서, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한,
- 호스트 혼합물의 구성성분들의 농도는, 키랄 도판트(들) 및 중합체 전구체를 제외한 총 호스트 혼합물에 대하여 제시되고,
- 키랄 도판트(들)의 농도는, 키랄 도판트(들)는 포함하지만 중합체 전구체는 제외한 총 호스트 혼합물에 대하여 제시되고,
- 중합체 전구체 및 이의 구성성분들의 농도는 총 혼합물(즉, 호스트 혼합물, 키랄 도판트(들) 및 중합체 전구체로 이루어진 혼합물)에 대하여 제시된다.
본 발명의 혼합물은 바람직하게는, 화학식 G, 및 E 및 임의적으로는 H의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을, 바람직하게는 40% 이상 80% 이하, 바람직하게는 45% 이상 75% 이하, 가장 바람직하게는 50% 이상 70% 이하 범위의 총 농도로 포함한다.
본 발명의 혼합물은 바람직하게는, 화학식 I 및 II 및 임의적으로는 III의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을, 바람직하게는 40% 이상 80% 이하, 바람직하게는 45% 이상 75% 이하, 가장 바람직하게는 50% 이상 70% 이하 범위의 총 농도로 포함한다.
특히, 본 발명의 혼합물은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 40% 이상 80% 이하, 바람직하게는 45% 이상 75% 이하, 가장 바람직하게는 50% 이상 70% 이하 범위의 총 농도로 포함한다.
본 발명의 혼합물이 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 포함하는 경우, 이러한 화합물의 총 농도는 1% 이상 15% 이하, 바람직하게는 2% 이상 10% 이하, 가장 바람직하게는 4% 이상 8% 이하 범위이다.
본 발명의 혼합물이 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함하는 경우, 이러한 화합물의 총 농도는 바람직하게는 1% 이상 20% 이하, 바람직하게는 2% 이상 15% 이하, 가장 바람직하게는 3% 이상 10% 이하 범위이다.
본 발명의 혼합물이 하나 이상의 화학식 IV의 화합물을 포함하는 경우, 이러한 화합물의 총 농도는 바람직하게는 1% 이상 15% 이하, 바람직하게는 2% 이상 10% 이하, 가장 바람직하게는 4% 이상 8% 이하 범위이다.
본 발명의 혼합물이 하나 이상의 화학식 V의 화합물을 포함하는 경우, 이러한 화합물의 총 농도는 바람직하게는 5% 이상 45% 이하, 바람직하게는 15% 이상 40% 이하, 가장 바람직하게는 25% 이상 35% 이하 범위이다.
적합한 키랄 화합물은 20μm-1 이상, 바람직하게는 40μm-1 이상, 가장 바람직하게는 60μm-1 이상의 나선형 비틀림력(helical twisting power, HTP)의 절대값을 갖는 것이다. HTP는 20℃에서 MLC-6260에서 측정한다.
본 발명에 따른 메소젠성 매질은 바람직하게는, 메소젠성 구조를 갖고 바람직하게는 그 자체로 하나 이상의 메조-상, 특히 하나 이상의 콜레스테릭 상을 나타내는 하나 이상의 키랄 화합물을 포함한다. 상기 메소젠성 매질을 구성하는 바람직한 키랄 화합물은, 특히 널리 공지된 키랄 도판트, 예컨대 콜레스테릴-노나노에이트(CN), R/S-811, R/S-1011, R/S-2011, R/S-3011, R/S-4011, R/S-5011, CB-15(모두 독일 다름스타트 소재의 메르크 카게아아(Merck KGaA))이다. 하나 이상의 키랄 잔기 및 하나 이상의 메소젠성 기를 갖거나, 키랄 잔기와 함께 메소젠성 기를 형성하는 하나 이상의 방향족 또는 지환족 잔기를 갖는 키랄 도판트가 바람직하다. 본원에 개시내용이 참고로 인용된 독일 특허 제 34 25 503 호, 독일 특허 제 35 34 777 호, 독일 특허 제 35 34 778 호, 독일 특허 제 35 34 779 호, 독일 특허 제 35 34 780 호, 독일 특허 제 43 42 280 호, 유럽 특허 제 01 038 941 호 및 독일 특허 제 195 41 820 호에 개시되어 있는 키랄 잔기 및 메소젠성 키랄 화합물이 더 바람직하다. 유럽 특허 제 01 111 954.2 호에 개시된 키랄 바이나프틸 유도체, 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/34739 호에 개시된 키랄 바이나프톨 유도체, 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/06265 호에 개시된 키랄 TADDOL 유도체, 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/06196 호 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/06195 호에 개시된, 하나 이상의 불화된 연결기 및 하나의 말단 키랄 잔기 또는 하나의 중심 키랄 잔기를 갖는 키랄 도판트가 특히 바람직하다.
본 발명의 메소젠성 매질은 약 -30℃ 내지 약 90℃, 특히 약 70℃ 이하 또는 심지어 80℃ 이하의 특징적인 온도, 바람직하게는 등명점을 가진다.
본 발명의 혼합물은 바람직하게는 하나 이상(2종, 3종, 4종 또는 그 이상)의 키랄 화합물을 각각 1 내지 25중량%, 바람직하게는 2 내지 20중량% 범위로 포함한다. 총 3 내지 15중량%의 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 혼합물이 특히 바람직하다.
바람직한 실시양태가 하기 제시된다:
- 상기 매질은 1종, 2종, 3종, 4종 또는 그 이상의 화학식 G의 화합물, 바람직하게는 화학식 G-3의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종, 3종, 4종 또는 그 이상의 화학식 E의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종, 3종, 4종 또는 그 이상의 화학식 H의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종, 3종, 4종 또는 그 이상의 화학식 I, 바람직하게는 화학식 I-2의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종 또는 그 이상의 화학식 II, 바람직하게는 화학식 II-3의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종 또는 그 이상의 화학식 IV, 바람직하게는 화학식 IV-2의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종, 3종 또는 그 이상의 화학식 V의 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은, 바람직하게는 20 μm-1 이상의 나선형 비틀림력을 갖는 1종, 2종, 3종 또는 그 이상의 키랄 화합물을 포함하고/하거나,
- 상기 매질은 1종, 2종 또는 그 이상의 반응성 화합물, 바람직하게는 1종, 2종 또는 그 이상의, 바람직하게는 화학식 P, 바람직하게는 하나 이상의 이의 하위화학식의 반응성 메소젠성 화합물 및/또는 화학식 M1 내지 M29, 바람직하게는 화학식 M16-A 및/또는 M17-A, 더욱 바람직하게는 화학식 M17-A'의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 반응성 메소젠성 화합물을 포함한다.
통상적인 액정 물질, 특히 하나 이상의 화학식 E, H, M, N, I, II 및 III, 및/또는 IV, 및/또는 V의 화합물과 혼합된, 심지어 비교적 적은 비율의 화학식 G의 화합물이 더 낮은 작동 전압 및 더 넓은 작동 온도 범위를 야기하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 하나 이상의 화학식 I의 화합물 이외에, 하나 이상의 화학식 III의 화합물, 특히 R3이 n-부틸인 화학식 III의 화합물을 포함하는 혼합물이 바람직하다.
화학식 G, E, H, M, N 및 I 내지 V의 화합물은 무색이고, 안정하며, 서로 및 다른 액정 물질과 용이하게 혼화성이다.
화학식 G, E, H, M, N 및 I 및 II 및 III의 화합물의 최적 혼합 비는 목적하는 특성, 화학식 G, E, H, M, N 및 I 및 II 및/또는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 성분들의 선택, 및 존재할 수 있는 임의의 다른 성분들의 선택에 의존한다. 상기 제시된 범위 이내의 적합한 혼합 비는 경우에 따라 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 혼합물 중의 각각의 개별적인 화학식 G, E, H, M, N 및 I 및 II 및 임의적으로는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물의 총 량은 대부분의 경우 중요하지 않다. 따라서, 상기 혼합물은 다양한 특성의 최적화를 위해 하나 이상의 추가의 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 화학식 E, H, M, N 및 I 및 II 및 임의적으로는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물의 총 농도가 높을수록, 작동 전압 및 작동 온도 범위에 대한 영향은 일반적으로 더 크다.
특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 각각 화학식 G 및 E 및/또는 H 및 M-I 및/또는 M-II 및/또는 화학식 I 및 II 및 임의적으로는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물을 하나 이상 포함한다. 화학식 I의 화합물에 의한 바람직한 상승작용적 효과는 특히 유리한 특성을 생성한다. 특히, 화학식 I의 화합물 및 화학식 II의 화합물 및/또는 화학식 III의 화합물을 포함하는 화합물은 이의 낮은 작동 전압에 의해 구별된다.
본 발명에 따른 매질에 바람직하게 사용될 수 있는 화학식 G, E, H, M-I, M-II, I, II, III, IV 및 V의 개별적인 화합물은 공지되어 있거나, 공지된 화합물과 유사하게 제조될 수 있다.
편광자, 전극 기판 및 표면-처리된 전극으로부터의, 본 발명에 따른 MLC 디스플레이의 구성은 이러한 유형의 디스플레이의 통상적인 구성에 대응한다. 통상적인 구성이라는 용어는 본원에서 넓게 적용되며, 또한 특히 폴리-Si TFT 또는 MIM에 기초한 매트릭스 디스플레이 소자를 비롯한 MLC 디스플레이의 모든 유도 형태 및 변형을 포괄하지만, 특히 바람직한 것은 단지 하나의 기판 상에만 전극을 갖는, 즉, IPS 디스플레이에 바람직하게는 하나의 확립된 구조로 사용되는 것과 같은 소위 인터-디지털(inter-digital) 전극을 갖는 디스플레이이다.
그러나, 본 발명에 따른 디스플레이와 비틀린 네마틱 셀에 기초한 통상적인 디스플레이 사이의 유의적 차이는 액정 층의 액정 파라미터의 선택으로 이루어진다.
본 발명에 따른 매질은 그 자체로 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 성분들을 유리하게는 승온에서 서로 용해시킨다. 적합한 첨가제에 의해, 본 발명에 따른 액정 상은 지금까지 개시된 모든 유형의 액정 디스플레이 소자에 사용할 수 있도록 개질될 수 있다. 이러한 유형의 첨가제는 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌[H. Kelker and R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980]에 상세하게 기재되어 있다. 예를 들면, 착색된 게스트-호스트 시스템을 제조하기 위하여 다색성 염료가 첨가될 수 있거나, 또는 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 개질시키기 위하여 물질이 첨가될 수 있다. 또한, 안정화제 및 항산화제를 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 혼합물은 TN, STN, ECB 및 IPS 용도, 및 등방성 스위칭 모드(ISM) 용도에 적합하다. 그러므로, 이들의 전광 장치에서의 용도, 및 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질을 함유하는 전광 장치가 본 발명의 주제이다.
본 발명의 혼합물은 광학적으로 등방성 상태에서 작동되는 장치에 매우 적합하다. 본 발명의 혼합물은 놀랍게도 개별적인 용도에 매우 적합한 것으로 밝혀졌다.
광학적으로 등방성 상태에서 작동되거나 작동될 수 있는 전광 장치는 최근 비디오, TV 및 멀티-미디어 용도와 관련하여 점점 관심이 높아지고 있다. 이는 액정의 물리적 특성에 기초한 전광 효과를 이용하는 통상적인 액정 디스플레이가 상당히 높은 스위칭 시간을 나타내기 때문이며, 이는 상기 용도에 바람직하지 않다. 뿐만 아니라, 대부분의 통상적인 디스플레이는 콘트라스트의 상당한 시야각 의존성을 나타내며, 이는 다시, 바람직하지 않은 특성을 보상하기 위한 수단을 필요로 하게 된다.
등방성 상태에서 전광 효과를 이용하는 장치와 관련하여, 예컨대 독일 특허 출원 제 102 17 273 A1 호는 변조를 위한 메소젠성 조절 매질이 작동 온도에서 등방성 상으로 존재하는 광 조절(광 변조) 소자를 개시한다. 이들 광 조절 소자는 매우 짧은 스위칭 시간 및 콘트라스트의 우수한 시야각 의존성을 갖는다. 그러나, 상기 소자들의 구동 또는 작동 전압은 일부 용도에서 매우 자주 부적합하게 높다.
독일 특허 출원 제 102 41 301 호는 구동 전압을 상당히 감소시키는 전극의 특수한 구조를 기재한다. 그러나, 이들 전극은 광 조절 소자의 제조 방법을 더 복잡하게 만든다.
뿐만 아니라, 예컨대 독일 특허 제 102 17 273 A1 호 및 독일 특허 제 102 41 301 호에 개시된 광 조절 소자는 상당한 온도 의존성을 나타낸다. 광학적으로 등방성 상태인 조절 매질에서 전기장에 의해 유도될 수 있는 전광 효과는 조절 매질의 등명점에 가까운 온도에서 가장 두드러진다. 이 범위에서, 광 조절 소자는 이들의 특징적인 전압의 최저값을 가지며, 따라서 최저 작동 전압을 필요로 한다. 온도가 높아짐에 따라 특징적인 전압, 따라서 작동 전압이 현저하게 증가한다. 전형적인 온도 의존성 값은 대략 수 V/℃ 내지 약 10 V/℃ 또는 그 이상이다. 독일 특허 제 102 41 301 호가 등방성 상태에서 작동 가능하거나 작동되는 장치용 전극의 다양한 구조를 기재하는 반면, 독일 특허 제 102 17 273 A1 호는 등방성 상태에서 작동 가능하거나 작동되는 광 조절 소자에 유용한 다양한 조성의 등방성 매질을 개시한다. 이들 광 조절 소자에서 문턱 전압의 상대적인 온도 의존성은 등명점보다 1℃ 더 높은 온도에서 약 50%/℃이다. 이 온도 의존성은 온도가 증가함에 따라 감소되어서, 등명점보다 5℃ 더 높은 온도에서 약 10%/℃이 된다. 그러나, 상기 광 조절 소자를 이용하는 다수의 실용적인 디스플레이 용도에서, 전광 효과의 온도 의존성은 너무 높다. 대조적으로, 실용 면에서는 작동 전압이 적어도 수 ℃, 바람직하게는 약 5℃ 이상, 더욱더 바람직하게는 약 10℃ 이상, 특히 약 20℃ 이상의 온도 범위에 걸쳐 작동 온도로부터 독립적인 것이 바람직하다.
이제, 본 발명의 혼합물의 사용이 상기 및 독일 특허 제 102 17 273 A1 호, 독일 특허 제 102 41 301 호 및 독일 특허 제 102 536 06 호에 기재된 바와 같이 광 조절 소자에서 조절 매질로서 매우 적합하고, 상기 전광 장치의 작동 전압이 작동하는 온도 범위를 확대시키는 것으로 밝혀졌다. 이 경우, 광학적으로 등방성 상태 또는 청색 상은 거의 완전히 또는 완전히 작동 온도로부터 독립적이다.
이 효과는, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/046805 호에 기재되어 있는 바와 같이, 메소젠성 조절 매질이 하나 이상의 소위 "청색 상"을 나타내는 경우 더욱더 뚜렷하다. 매우 높은 키랄 트위스트를 갖는 액정은 하나 이상의 광학적으로 등방성 상을 가질 수 있다. 이들이 개별적인 콜레스테릭 피치를 갖는 경우, 이들 상은 충분히 큰 셀 간격을 갖는 셀에서 청색으로 나타난다. 따라서, 이들 상을 "청색 상"이라고도 부른다(문헌[Gray and Goodby, "Smectic Liquid Crystals, Textures and Structures", Leonhard Hill, USA, Canada (1984)] 참조). 청색 상으로 존재하는 액정에 대한 전기장의 효과, 및 무-전계 액정에서 관찰될 수 있는 현재까지 확인된 청색 상의 세 유형(즉, BP I, BP II 및 BP III)은 예컨대 문헌[H.S. Kitzerow, "The Effect of Electric Fields on Blue Phases", Mol. Cryst. Liq. Cryst. (1991), Vol. 202, p. 51-83]에 기재되어 있다. 청색 상 또는 청색 상들을 나타내는 액정에 전기장을 가하는 경우, 청색 상 I, II 및 III과는 상이한 추가의 청색 상 또는 다른 상이 나타남은 주목할만하다.
- 하나 이상, 특히 2개의 전극;
- 전극의 어셈블리;
- 하나 이상의 편광 소자; 및
- 상기 조절 매질
을 포함하는 전광 광 조절 소자에 본 발명의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 광 조절 소자는 구동되지 않는 상태일 때 조절 매질이 광학적으로 등방성 상인 온도에서 작동된다(또는 작동될 수 있다).
본 발명의 조절 매질은 특징적인 온도, 바람직하게는 약 +30℃ 내지 약 90℃, 특히 약 70℃ 내지 80℃까지의 등명점을 갖는다.
광 조절 소자의 작동 온도는 바람직하게는 조절 매질의 청색 상으로의 특징적인 전이 온도보다 높고, 일반적으로 작동 온도는 상기 특징적인 온도보다 약 0.1 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10℃ 더 높다. 작동 온도가 조절 매질의 청색 상으로의 전이 온도 내지 조절 매질의 청색 상으로부터 등방성 상으로의 전이 온도(이는 등명점이다)인 것이 매우 바람직하다. 그러나, 광 조절 소자는 또한 조절 매질이 등방성 상인 온도에서도 작동될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "특징적인 온도"는 다음과 같이 정의된다.
- 온도의 함수로서의 특징적인 전압이 최소치인 경우, 이 최소치에서의 온도는 특징적인 온도로서 표시된다.
- 온도의 함수로서의 특징적인 전압이 최소치를 갖지 않는 경우 및 조절 매질이 하나 이상의 청색 상을 갖는 경우, 청색 상으로의 전이 온도는 특징적인 온도로서 표시되며, 하나보다 많은 청색 상이 존재하는 경우에는, 청색 상으로의 최저 전이 온도가 특징적인 온도로서 표시된다.
- 온도의 함수로서의 특징적인 전압이 최소치를 갖지 않는 경우 및 조절 매질이 청색 상을 갖지 않는 경우, 등방성 상으로의 전이 온도는 특징적인 온도로서 표시된다.)
본 발명의 문맥에서, 용어 "알킬"은, 본원의 상세한 설명의 부분 또는 특허청구범위에서 다른 방식으로 정의되지 않는 한, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지쇄 탄화수소 (지방족) 라디칼을 의미한다. 탄화수소 라디칼은 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나, 또는 비치환될 수 있다.
유전체는 또한 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기재되어 있는 추가의 첨가제도 포함할 수 있다. 예를 들면, 0 내지 5%의 다색성 염료, 항산화제 또는 안정화제를 첨가할 수 있다.
C는 결정질 상을 의미하고, S는 스멕틱 상을 의미하며, SC는 스멕틱 C 상을 의미하고, N은 네마틱 상을 의미하며, I는 등방성 상을 의미하고, BP는 청색 상을 의미한다.
VX는 X% 투과율을 위한 전압을 나타낸다. 따라서, 예컨대 V10은 10% 투과율을 위한 전압을 나타내고, V100은 100% 투과율(기판 표면에 수직인 시야각)을 위한 전압을 나타낸다. ton(또는 τon)은 V100의 값에 상응하는 작동 전압에서의 스위칭-온 시간을 나타내고, toff(또는 τoff)는 Vmax의 값에 상응하는 작동 전압에서의 스위칭-오프 시간을 나타낸다. ton은 10%에서 90%로의 상대 투과율 변화 시간이고, toff는 90%에서 10%로의 상대 투과율 변화 시간이다. 반응 시간은 전광 특성으로서 독일 아우트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers)의 측정 장치 DMS에 의해 측정된다.
Δn은 광학 이방성을 나타낸다. Δε은 유전 이방성을 나타낸다(Δε=ε∥-ε⊥, 여기서 ε∥은 종방향 분자 축에 평행한 유전 상수이고, ε⊥은 종방향 분자 축에 수직인 유전 상수이다). 전광 데이터는, 달리 분명히 언급되지 않는 한, 20℃에서 첫번째 최소 투과율에서(즉, 0.5 μm의 (d·Δn) 값에서) TN 셀에서 측정된다. 광학 데이터는 달리 명백하게 언급되지 않는 한 20℃에서 측정된다.
임의로, 본 발명에 따른 광 변조 매질은 물리적 특성을 조정하기 위하여 추가의 액정 화합물을 포함할 수 있다. 이들 화합물은 당업자에게 공지되어 있다. 본 발명에 따른 매질 중 이들의 농도는 바람직하게는 0 내지 30%, 더 바람직하게는 0 내지 20%, 가장 바람직하게는 5 내지 15%이다.
바람직하게는, 본 발명의 매질은 청색 상 범위 또는 하나보다 많은 청색 상이 존재하는 경우 청색 상의 조합된 범위를 갖되, 폭은 20° 이상, 바람직하게는 40° 이상, 더 바람직하게는 50° 이상, 가장 바람직하게는 60° 이상이다.
바람직한 실시양태에서, 이 상은 적어도 10 내지 30℃, 더 바람직하게는 적어도 10 내지 40℃, 가장 바람직하게는 적어도 0 내지 50℃이되, 적어도 상이 바람직하게는 온도를 하한치보다 낮게 연장시키는 동시에 상한치보다 높게 연장시킴을 의미한다.
다른 바람직한 실시양태에서, 이 상은 적어도 20 내지 40℃, 더 바람직하게는 적어도 30 내지 80℃, 가장 바람직하게는 적어도 30 내지 90℃이다. 이 실시양태는 강한 백라이트(backlight)(에너지를 소산시키고, 따라서 디스플레이를 가열시킴)를 갖는 디스플레이에 특히 적합하다.
바람직하게는 본 발명의 매질은 150 이상, 더욱 바람직하게는 200 이상, 더더욱 바람직하게는 300 이상, 가장 바람직하게는 400 이상의 유전 이방성을 가진다. 특히, 본 발명의 매질의 유전 이방성 값은 바람직하게는 700 이하, 더욱 바람직하게는 550 이하, 가장 바람직하게는 500 이하이다.
본원에서, 용어 "양의 유전율을 갖는 화합물"은 1.5 초과의 Δε을 갖는 화합물을 나타내며, 중성 유전율을 갖는 화합물은 -1.5 이상 1.5 이하의 Δε을 갖는 화합물이고, 음의 유전율을 갖는 화합물은 -1.5 미만의 Δε을 갖는 화합물이다. 이는 성분의 경우에도 동일하다. Δε은 1kHz 및 20℃에서 측정한다. 네마틱 호스트 혼합물 중 개별 화합물의 10% 용액의 결과로부터 화합물의 유전 이방성을 측정한다. 이들 시험 혼합물의 커패시티는 호메오트로픽(homeotropic) 배향을 갖는 셀 및 수평(homogeneous) 배향을 갖는 셀에서 측정한다. 두 유형의 셀의 셀 간격은 약 20μm이다. 인가되는 전압은 1kHz의 주파수 및 전형적으로 0.5 내지 1.0V의 제곱 평균의 제곱근 값을 갖는 방형파(rectangular wave)이지만, 이는 항상 개별적인 시험 혼합물의 커패시티 문턱값 미만으로 선택된다.
양의 유전율을 갖는 화합물의 경우에는 혼합물 ZLI-4792, 및 중성 유전율을 갖는 화합물 및 음의 유전율을 갖는 화합물의 경우에는 혼합물 ZLI-3086을 각각 호스트 혼합물로서 사용하며, 상기 두 혼합물은 모두 메르크 카게아아 제품이다. 화합물의 유전율은 해당 화합물을 첨가했을 때 호스트 혼합물의 개별적인 값의 변화로부터 결정되며, 해당 화합물의 100% 농도까지 외삽된다.
20℃의 측정 온도에서 네마틱 상을 갖는 성분을 그 자체로 측정하고, 다른 모든 것을 화합물과 같이 처리한다.
달리 명백하게 언급되지 않는 한, 용어 "문턱 전압"은 본원에서 광학 문턱값을 지칭하는 것으로서, 10% 상대 콘트라스트에 대해 제시되고(V10), 용어 "포화 전압"은 광학 포화값을 지칭하는 것으로서, 90% 상대 콘트라스트에 대해 제시된다(V90). 용량 문턱 전압[V0, 프레데릭스-문턱값(Freedericksz-threshold)(VFr)이라고도 함]은 명백하게 언급되는 경우에만 사용된다.
본원에 제시된 파라미터의 범위는 모두 달리 명백하게 언급되지 않는 한 제한 값들을 모두 포함한다.
본원 전체에서, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 모든 농도는 질량%로 제시되고 개별적인 전체 혼합물을 지칭하며, 모든 온도는 ℃로 제시되고, 모든 온도 차이는 ℃로 제시된다. 모든 물리적 특성은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고 20℃에 대해 제시된다. 광학 이방성(Δn)은 589.3nm의 파장에서 측정한다. 유전 이방성(Δε)은 1kHz의 주파수에서 측정한다. 문턱 전압, 및 모든 다른 전광 특성은 독일 메르크 카게아아에서 제조된 시험 셀에서 측정하였다. Δε을 측정하기 위한 시험 셀은 22μm의 셀 간격을 가졌다. 전극은 1.13cm2의 면적 및 가드 고리(guard ring)를 갖는 원형 ITO 전극이었다. 배향 층은 호메오트로픽 배향(ε⊥)의 경우 레시틴이고, 수평 배향(ε∥)의 경우 재팬 신테틱 러버(Japan Synthetic Rubber)의 폴리이미드 AL-1054이었다. 0.3 또는 0.1Vrms의 전압을 갖는 사인파(sine wave)를 사용하는 주파수 응답 분석기 솔라트론(Solatron) 1260으로 커패시티를 측정하였다. 전광 측정에 사용된 광은 백색 광이었다. 사용된 장치는 일본의 오츠카(Otsuka)의 시판 중인 장비이었다. 수직 관찰시 특징적인 전압을 측정하였다. 각각 10%, 50% 및 90% 상대 콘트라스트에 대해 문턱 전압(V10), 중간-회색(mid-grey) 전압(V50) 및 포화 전압(V90)을 측정하였다.
메소젠성 변조 물질을 메르크 카게아아의 개별적인 설비에서 제조된 전광 시험 셀 내에 충전하였다. 시험 셀은 하나의 기판 면 상에 인터-디지털 전극을 가졌다. 전극 폭은 10μm이고, 인접한 전극 사이의 거리는 10μm이고, 셀 간격은 또한 10μm이었다. 이 시험 셀을 교차 편광기 사이에서 전광적으로 평가하였다.
저온에서, 충전된 셀은 키랄 네마틱 혼합물의 전형적인 텍스쳐를 나타내었으며, 인가된 전압 없이 교차 편광기 사이의 광학 투과율을 가졌다. 가열시, 제 1 온도(T1)에서 혼합물은 광학적으로 등방성으로 변하며, 교차 편광기 사이에서 어두웠다. 이는 이 온도에서의 키랄 네마틱 상으로부터 청색 상으로의 전이를 나타내었다. 제 2 온도(T2)에서, 셀은 인가된 전압, 전형적으로는 수십볼트, 광학 투과율의 최대치를 야기하는 특정 전압 하에서 전광 효과를 나타내었다. 전형적으로 더 높은 온도에서는 가시적인 전광 효과에 필요한 전압이 크게 증가하였으며, 이는 제 2 온도(T2)에서의 청색 상으로부터 등방성 상으로의 전이를 나타내었다.
혼합물을 청색 상에서 전광적으로 사용할 수 있는 온도 범위[ΔT(BP)]는 가장 유리하게는 T1 내지 T2로 확인되었다. 이 온도 범위[ΔT(BP)]는 본원의 실시예에서 제시되는 온도 범위이다. 전광 디스플레이는 또한 이 범위보다 높은 온도, 즉 T2보다 높은 온도에서도 작동될 수 있으나, 단지 상당히 증가된 작동 전압에서만 그러하였다.
본 발명에 따른 액정 매질은 추가적인 첨가제 및 키랄 도판트를 통상적인 농도로 함유할 수 있다. 이들 추가적인 구성성분의 총 농도는 전체 혼합물에 기초하여 0 내지 10%, 바람직하게는 0.1 내지 6%이다. 사용되는 개별적인 화합물의 농도는 각각 바람직하게는 0.1 내지 3%이다. 이들 및 유사한 첨가제의 농도는 본원의 액정 매질의 액정 성분 및 화합물의 농도 값 및 범위에 고려되지 않는다.
본 발명에 따른 액정 매질은 수개의 화합물, 바람직하게는 3 내지 30개, 더 바람직하게는 5 내지 20개, 가장 바람직하게는 6 내지 14개의 화합물로 이루어진다. 이들 화합물을 통상적인 방식으로 혼합한다. 통상적으로, 더 적은 양으로 사용되는 화합물의 요구량을 더 많은 사용되는 화합물에 용해시킨다. 온도가 더 높은 농도로 사용되는 화합물의 등명점보다 높은 경우, 용해 과정의 완결을 관찰하기가 특히 용이하다. 그러나, 다른 통상적인 방식으로, 예컨대 화합물의 동족 혼합물 또는 공융(eutectic) 혼합물일 수 있는 소위 예비-혼합물을 사용하여, 또는 구성성분이 그 자체로 혼합물에 이용되는 다용기-시스템을 사용하여, 매질을 제조할 수도 있다.
적합한 첨가제를 첨가함으로써, 본 발명에 따른 액정 매질은 TN-, TN-AMD, ECB-, VAN-AMD와 같은 액정 매질을 사용하는 모든 공지 유형의 액정 디스플레이, 특히 PDLD-, NCAP- 및 PN-LCD와 같은 복합 시스템, 특별히 HPDLC에 사용될 수 있는 방식으로 개질될 수 있다.
융점 T(K,N), T(K,S) 또는 T(K,I), 각각; 스멕틱(SX) 상으로부터 다른 스멕틱(SY) 상으로의 전이 온도 T(SX,SY); 스멕틱(S)으로부터 네마틱(N) 상으로의 전이 온도 T(S,N); 등명점 T(N,I); 액정의 유리전이온도 Tg(사용되는 경우); 및 이 용도 전반에 걸친 임의의 다른 온도는 섭씨(즉, ℃)로 제시된다.
화학식 P 및 이의 하위화학식의 화합물은 당업자에게 공지되고 유기 화학의 표준 작업(예컨대, 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organi-schen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart])에 기술된 방법과 유사하게 제조될 수 있다.
본원 및 특히 하기 실시예에서, 상기 메소젠성 화합물의 구조를 약어(두문자어로도 지칭됨)로서 나타내었다. 이들 두문자어에서, 화학식은 하기 표 A 내지 C를 사용하여 하기와 같이 축약된다. 모든 기 CnH2n +1, CmH2m +1 및 ClH2l +1 또는 CnH2n -1, CmH2m-1 및 ClH2l -1은 각각 n, m 및 l개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일, 바람직하게는 1E-알켄일이다. 하기 표 A는, 본 발명의 화합물의 코어 구조의 고리 요소에 사용되는 코드를 열거한 것이고, 하기 표 B는 연결 기를 도시한 것이다. 하기 표 C는 좌측 또는 우측 말단 기에 대한 코드의 의미를 제공한다. 두문자는 임의적인 연결 기를 갖는 고리 요소에 대한 코드에 이어서 첫 번째 하이픈 및 좌측 말단 기에 대한 코드, 및 두 번째 하이픈 및 우측 말단 기에 대한 코드로 구성된다. 하기 표 D는 각각의 약어를 갖는 화합물의 예시적인 구조를 도시한다.
표 A: 고리 요소
Figure pct00074
Figure pct00075
표 B: 연결 기
Figure pct00076
표 C: 말단 기
Figure pct00077
상기 표에서, n 및 m은 각각 정수를 나타내고, 3개의 점 "..."은 상기 표로부터의 다른 약어를 위한 플레이스 홀더(place-holder)이다.
하기 표는 각각의 약어와 함께 예시적인 구조를 도시한 것이다. 이는, 약어에 대한 규칙의 의미를 설명하기 위해 도시된다. 이는 또한, 바람직하게 사용되는 화합물을 제시한다.
표 D: 예시적인 구조
Figure pct00078
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
상기 표에서, n(및, 존재한다면, m 및 l)은 바람직하게는, 서로 독립적으로, 1 내지 7, 바람직하게는 2 내지 6의 정수를 나타낸다.
하기 표 E는, 본 발명에 따른 메소젠성 매질에서 안정화제로서 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 도시한다.
표 E
Figure pct00085
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 표 E의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 표 F는, 본 발명에 따른 메소젠성 매질에서 바람직하게는 키랄 도판트로 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 도시한다.
표 F
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 상기 표 F로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.
본 발명에 따른 메소젠성 매질은 바람직하게는 상기 표들로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 2종 이상, 바람직하게는 4종 이상 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는, 상기 표 D로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 7종 이상, 바람직하게는 8종 이상의 화합물, 바람직하게는 상이한 화학식의 화합물을 3종 이상, 바람직하게는 4종 이상 포함한다.
실시예
하기 실시예는 어떠한 방식으로든 본 발명을 제한하지 않고 본 발명을 예시하는 것이다.
그러나, 당업자에게는 물리적 특성으로부터 어떤 특성이 달성될 수 있고 어떤 범위에서 개질될 수 있는지 자명할 것이다. 따라서, 특히 바람직하게 달성될 수 있는 다양한 특성들의 조합은 당업자에게 잘 정의되어 있다.
하기 표에 제시된 조성 및 특성을 갖는 액정 혼합물을 제조하고, 평가하였다.
소위 "HTP"는, LC 매질에서 광학적으로 활성이거나 키랄인 성분의 나선형 비틀림력(μm-1)을 나타낸다. 달리 언급되지 않는 한, HTP는 시판되는 네마틱 LC 호스트 혼합물 MLD-6260(메르크 카게아아) 중에서 20℃의 온도에서 측정된다.
중합체 전구체의 바람직한 구성성분들의 예
Figure pct00092
Figure pct00093
Figure pct00094
실시예 1
하기 액정 화합물 M-1을 제조하고, 이의 일반적 물리적 특성에 대해 조사하였다. 조성 및 특성을 하기 표에 기재한다.
Figure pct00095
4.7%의 키랄 시약 R-5011을 비키랄 액정 혼합물에 용해시키고, IPS-유형 셀에서 생성 혼합물의 전광 반응(electro-optical response)을 평가하였다. 이 혼합물을, 하나의 기판 면에 인터-디지털 전극을 갖는 전광 시험 셀 내로 충전하였다. 전극의 폭은 10 μm이고, 인접한 전극들 사이의 거리는 10 μm이고, 셀 간격도 10 μm였다. 이들 시험 셀을 교차 편광자들 사이에서 전광적으로 평가하였다.
a) 키랄 도판트 R-5011 (메르크 카게아아, 독일),
b) 하기 화학식 RM-C의 반응성 메소젠:
Figure pct00096
RM-C
및
c) 다르게는, 하기 화학식 RM-1 및 RM-2의 2개의 반응성 메소젠성 화합물 중 하나:
Figure pct00097
의 각각의 적절한 농도를, 관심 혼합물(여기서는, 혼합물 M-1)에 가했다. 생성 혼합물을 시험 셀에 도입하고, 이 혼합물이 청색 상인 적절한 온도로 가열하였다. 이어서, 이를 UV에 노출시켰다.
이 혼합물은 중합 이전에 하기 기술되는 바와 같은 특징을 가진다. 이어서, 반응성 성분들을 1회 조사(irradiation)(180 s)에 의해 청색 상에서 중합시키고, 생성 매질의 특성을 다시 평가하였다
중합에 대한 상세한 설명
시료의 중합 이전에, 약 10 μm의 두께 및 2 x 2.5 cm2의 면적을 갖는 시험 셀 내에서 상기 매질의 상 특성을 확립하였다. 75℃의 온도에서 모세관 작용에 의해 충전을 수행하였다. 1℃/min의 온도 변화를 갖는 가열 단계를 사용하는 편광 현미경 하에 측정을 수행하였다.
180초 동안 약 3.0 mW/cm2의 유효 전력을 갖는 UV 램프(다이맥스(Dymax), 블루웨이브(Bluewave 200), 365 nm 간섭 필터)로 조사함으로써, 상기 매질의 중합을 수행하였다. 중합을 전광 시험 셀 내에서 직접 수행하였다.
상기 매질이 청색 상 I(BP-I)인 온도에서 먼저 중합을 수행하였다. 중합은, 점진적으로 완전한 중합을 제공하는 복수개의 부분-단계들로 수행하였다. 청색 상의 온도 범위는 일반적으로 중합 동안 변한다. 따라서, 상기 매질이 여전히 청색 상에 있도록, 각각의 부분-단계들 사이에서 온도를 변경하였다. 실제로, 이는, 약 5 s 이상 긴 각각의 조사 작업 이후, 편광 현미경 하에 시료를 관찰함으로써 수행될 수 있다. 시료가 어두워지면, 이는, 등방성 상으로의 전이를 나타낸다. 다음 부분-단계를 위한 온도는 대응적으로 감소된다.
제시되는 조사 전력에서 최대 안정화를 제공하는 전체 조사 시간은 전형적으로 180 s이다. 추가의 중합은, 최적화된 조사/온도 프로그램에 따라 수행될 수 있다.
다르게는, 중합 이전에 넓은 청색 상이 이미 존재하는 경우, 중합은 또한 단일 조사 단계로 수행될 수 있다.
전광 특성분석
전술된 중합 및 청색 상의 안정화 이후, 청색 상의 상 폭을 결정하였다. 후속적으로, 다양한 온도에서 이러한 범위 이내 및 필요한 경우 바깥에서도 전광 특성분석을 수행하였다.
사용되는 시험 셀은, 셀 표면 상에 인터-디지털 전극을 갖는 한쪽 면 상에 구비되었다. 셀 간격, 전극 분리 및 전극 폭은 전형적으로 각각 10 μm이다. 이러한 균일한 치수는 하기에서 간격 폭으로 지칭된다. 전극에 의해 덮이는 면적은 약 0.4 cm2이다. 시험 셀은 배향 층을 갖지 않는다.
전광 특성분석을 위해, 셀을 교차된 편광 필터들 사이에 위치시키고, 이때 전극의 긴 방향은 편광 필터의 축에 대해 45°의 각을 취한다. 측정은, 셀 평면에 대해 직각으로 DMS301(아우트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers), 독일)을 사용하거나 편 광 현미경 상의 고감도 카메라를 사용하여 수행하였다. 무전압 상태에서는, 기술된 배열이 본질적으로 어두운 이미지를 제공한다(0% 투과율 정의).
먼저, 특징적인 작동 전압 및 이어서 반응 시간을 시험 셀 상에서 측정하였다. 하기 기술되는 바와 같이, 작동 전압을, 교류 사인(100 Hz의 주파수) 및 다양한 진폭을 갖는 방형 전압 형태로 셀 전극에 적용한다.
작동 전압을 증가시키면서 투과율을 측정한다. 투과율의 최대 값의 달성은, 작동 전압 V100의 특징적인 양을 정의한다. 동일하게, 특징적인 전압 V10은, 10%의 최대 투과율에서 결정된다. 이러한 값은 청색 상 범위에서 다양한 온도에서 측정된다.
비교적 높은 특징적인 작동 전압 V100은, 청색 상의 온도 범위의 상한 및 하한에서 관찰된다. 최소 작동 전압 영역에서는, 온도 증가에 따라 V100이 일반적으로 단지 약간만 증가한다. T1 및 T2로 제한되는 온도 범위는, 이용가능한 평탄(flat) 온도 범위(FR)로 지칭된다. 이러한 "평탄 범위"(FR)의 폭은 (T2 - T1)이고, 평탄 범위 폭(WFR)으로 공지되어 있다. T1 및 T2의 정확한 값은, V100/온도 도표에서 평탄 곡선 구역 FR 및 인접한 가파른 곡선 구역에 대한 탄젠트의 교차지점에 의해 결정된다.
측정의 두번째 부분에서는, 스위칭-온 및 스위칭-오프(τon, τoff) 동안의 반응 시간을 결정한다. 반응 시간 τon은, 선택된 온도에서 V100의 수준으로 전압 인가 후 90% 강도가 달성되는 시간으로 정의된다. 반응 시간 τoff는, 전압이 0V로 감소된 후 V100에서 최대 강도로부터 시작하여 90%만큼 감소될 때까지의 시간으로 정의된다. 반응 시간은 또한 청색 상 범위에서 다양한 온도에서 결정된다.
추가의 특성분석으로서, 0 V 내지 V100 사이의 연속적으로 증가하는 및 떨어지는 작동 전압에서의 투과율을 FR 이내의 범위에서 측정한다. 이러한 2개의 곡선 사이의 차이는 이력 현상으로 공지되어 있다. 0.5·V100에서의 투과율 차이 및 50% 투과율에서의 전압 차이는, 예를 들어 특징적인 이력 현상 값이며, 각각 ΔT50 및 ΔV50 로서 공지되어 있다.
추가의 특징적인 양으로서, 스위칭 사이클을 통과하기 이전 및 이후의 무전압 상태에서의 투과율 비를 측정할 수 있다. 이러한 투과율 비는, "메모리 효과"로서 지칭된다. 메모리 효과 값은 이상적인 상태에서 1.0이다. 1 초과의 값은, 셀이 스위칭-온 및 스위칭-오프된 후, 과도하게 높은 잔류 투과율 형태로 특정 메모리 효과가 존재함을 의미한다. 이러한 값도 청색 상의 작동 범위(FR) 내에서 결정된다.
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00098
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00099
상기 중합가능한 혼합물은 약 30 내지 50℃의 온도에서, 청색 상의 온도 범위의 하한에서 단일 조사 단계로 중합된다. 이러한 중합체-안정화된 액정 매질은 더 넓은 온도 범위에 걸쳐 청색 상을 나타낸다.
본 발명에 따른 단량체(1)를 사용하여 제조된, 중합체-안정화된 매질인 M-1은 감소된 이력 현상(ΔV50) 및 선행 기술로부터의 통상적인 매질에 비해 스위칭-온 및 스위칭-오프에 대한 우수한 콘트라스트를 나타낸다. 특히, 스위칭-온시의 콘트라스트 및 스위칭-오프시의 콘트라스트는 모두 본 발명에 따른 매질 M1에서 유사하였으며, 이는 청색 상의 매우 우수한 안정화를 의미한다.
이로부터, 특히, 고농도의 키랄 도판트를 갖는 매질의 경우, 본 발명에 따른 단량체가 청색 상의 안정화에 특히 적합함을 알 수 있다.
비교예 1-1 및 1-2
하기 액정 혼합물 C-1을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 평가하였다. 이의 조성 및 특성을 하기 표에 제시한다.
Figure pct00100
이 혼합물을 처리하고, 상기 실시예 1 하에 자세히 기술된 바와 같이 평가하였다.
결과를 하기에 제시한다.
Figure pct00101
비교예 2
하기 액정 혼합물 C-2를 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 평가하였다.
Figure pct00102
결과를 하기에 제시한다.
Figure pct00103
하기 액정 혼합물들 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 평가하였다. 이의 조성 및 특성을 각가 하기 표에 제시한다.
실시예 2
Figure pct00104
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00105
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00106
실시예 3
Figure pct00107
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00108
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00109
실시예 4
Figure pct00110
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00111
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00112
실시예 5
Figure pct00113
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00114
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00115
실시예 6
Figure pct00116
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00117
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00118
실시예 7
Figure pct00119
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00120
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00121
실시예 8
Figure pct00122
중합체 전구체의 전형적인 농도는 다음과 같다.
Figure pct00123
결과를 하기 표에 요약한다.
Figure pct00124

Claims (16)

  1. 하나 이상의 하기 화학식 G의 화합물을 포함하는, 청색 상을 나타내는 메소젠성 매질:
    Figure pct00125

    상기 식에서,
    L01 및 L02는 서로 독립적으로 H 또는 F이고,
    X0은 F, CF3 또는 CN이고,
    R0은 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
    Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
    R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 E의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00126

    상기 식에서,
    L01 내지 L03은 서로 독립적으로 H 또는 F이고,
    Z0은 -COO- 또는 -CF2O-이고,
    R0은 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
    Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
    R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 E-I의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00127

    상기 식에서,
    치환기들은 제 2 항에 기재된 의미를 갖는다.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 H의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00128

    상기 식에서,
    치환기들은 제 2 항에서 화학식 E에 대해 기재된 의미를 갖는다.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 화학식 M-I 및 M-II의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00129

    상기 식에서,
    L0은 H 또는 F이고,
    R0은 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
    Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
    R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 화학식 I 및 II의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00130

    상기 식에서,
    L1은 H 또는 F, 바람직하게는 F이고,
    L21 내지 L23은, 서로 독립적으로, H 또는 F이고,
    R1 및 R2는, 서로 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN, 바람직하게는 F로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY02- 또는 -C≡C-로 대체되고,
    Y01 및 Y02는, 서로 독립적으로, F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
    R01 및 R02는, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00131

    상기 식에서,
    R3은 제 6 항에서 R1에 대해 기재된 의미를 갖는다.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 화학식 IV 및 V의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질:
    Figure pct00132

    상기 식에서,
    R4 및 R5는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 1 내지 20개의 C-원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 이는 비치환되거나 F, Cl 또는 CN, 바람직하게는 F로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 CH2 기는 임의적으로, 각각의 경우에 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 대체되고,
    L5는 H 는 F이고,
    Figure pct00133
    는
    Figure pct00134
    이고,
    n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 또는 1이다.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 8 항에 따른 화학식 M-I의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 8 항에 따른 화학식 M-II의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 메소젠성 매질.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 매질의 중합가능한 구성성분을 중합하는 것을 특징으로 하는, 메소젠성 매질의 안정화 방법.
  13. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 매질의 중합가능한 구성성분을 중합함으로써 안정화된 메소젠성 매질.
  14. 제 1 항 내지 제 11 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조 소자.
  15. 제 1 항 내지 제 11 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전광(electro-optical) 디스플레이.
  16. 제 1 항 내지 제 11 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 매질의 광 변조 소자에서의 용도.
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