KR20160122081A

KR20160122081A - 불화된 다이벤조퓨란 및 다이벤조티오펜 유도체

Info

Publication number: KR20160122081A
Application number: KR1020160044506A
Authority: KR
Inventors: 라르스 리트자우; 콘스탄제 브로케; 폴커 라이펜라쓰; 아츠타카 마나베
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2016-10-21
Also published as: JP6797544B2; DE102016003902A1; TW201708201A; JP2016199543A; US20160298034A1; EP3085753B1; CN106045953B; TWI692475B; CN106045953A; EP3085753A1; US10017695B2

Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 다이벤조퓨란 및 다이벤조티오펜 유도체, 이의 제조 방법, 액정 매질에서 구성성분으로서 이의 용도, 및 본 발명에 따른 액정 매질을 함유하는 전기-광학 디스플레이 요소에 관한 것이다:
[화학식 I]

상기 식에서,
X¹, X², W, Y, R, A, Z 및 m은 제1항에 정의된 의미를 갖는다.

Description

불화된 다이벤조퓨란 및 다이벤조티오펜 유도체{FLUORINATED DIBENZOFURAN AND DIBENZOTHIOPHENE DERIVATIVES}

본 발명은 불화된 다이벤조퓨란 및 다이벤조티오펜 유도체, 이의 제조 방법, 이들 유도체를 포함하는 액정(LC) 매질, 및 이들 액정 매질을 함유하는 전기-광학 디스플레이 요소에 관한 것이다.

약 30년 전에 최초의 상업적으로 사용가능한 액정 화합물이 발견된 이래로 액정은 광범위하게 사용되어 왔다. 종래의 혼합물의 공지되어 있는 적용 부문은 특히 시계 및 휴대용 계산기의 디스플레이, 및 기차역, 공항 및 스포츠 경기장에 사용되는 대형 디스플레이 패널이다. 다른 적용 부문은 휴대용 및 데스크탑 컴퓨터, 및 네비게이션 시스템의 디스플레이 및 비디오 용도이다. 마지막으로 언급된 용도의 경우, 특히 응답 시간 및 이미지의 콘트라스트에 대한 요구가 높다.

액정에서 분자의 공간 배열은 그의 특성 중 다수가 방향-의존성이라는 효과를 갖는다. 액정 디스플레이에 사용하기 위해 특히 중요점은 광학 이방성, 유전 이방성 및 탄성-기계적 이방성이다. 분자가 분자의 종방향 축이 커패시터의 2개의 플레이트에 수직으로 또는 평행하게 배향되는지에 따라, 후자는 상이한 정전 용량을 갖는다; 다시 말해, 액정 매질의 유전 상수(ε)가 2개의 배향에 대해 상이한 값을 갖는다. 분자의 종방향 축이 커패시터 플레이트에 평행하게 배향될 때보다 수직으로 배향될 때 유전 상수가 보다 큰 물질을 유전적으로 양성이라고 한다. 다시 말해, 분자의 종방향 축에 평행한 유전 상수(ε∥)가 분자의 종방향 축에 수직인 유전 상수(ε⊥)보다 큰 경우, 유전 이방성(Δε=ε∥-ε⊥)은 0 초과이다. 종래의 디스플레이에 사용되는 대부분의 액정은 이러한 군에 속한다.

분자의 분극능 및 영구 쌍극자 모멘트는 둘다 유전 이방성에 일익을 담당한다. 디스플레이에 전압을 인가시, 분자의 종방향 축은 보다 큰 유전 상수가 유효해지도록 하는 방식으로 배향된다. 전기장과의 상호작용의 강도는 2개의 상수 사이의 차이에 좌우된다.

종래의 액정 디스플레이에 사용되는 액정 분자의 경우, 분자의 종방향 축을 따라 배향된 쌍극자 모멘트는 분자의 종방향 축에 수직으로 배향된 쌍극자 모멘트보다 크다.

보다 큰 쌍극자 모멘트가 분자의 종방향 축에 평행하게 배향되는 액정에 의해, 매우 고성능의 디스플레이가 이미 개발되었다. 대부분의 경우, 메조상의 충분히 넓은 온도 범위, 짧은 응답 시간 및 낮은 문턱 전압을 달성하기 위하여 5 내지 20개 구성성분의 혼합물이 사용된다. 그러나, 예를 들어 랩탑 컴퓨터에 사용되는 액정 디스플레이에서의 강한 시야각 의존성에 의해 여전히 어려움이 야기된다. 디스플레이의 표면이 관찰자의 시야 방향에 수직인 경우, 가장 우수한 이미지 품질을 획득할 수 있다. 디스플레이가 관찰 방향에 대해 경사진 경우, 특정 상황하에 이미지 품질이 급격히 악화된다. 보다 큰 편안을 위해, 이미지 품질을 상당히 감소시키지 않으면서 관찰자의 시야 방향으로부터 디스플레이가 기울어질 수 있는 각도를 최대화하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 최근에는, 분자의 종방향 축에 수직인 쌍극자 모멘트가 분자의 종방향 축에 평행한 쌍극자 모멘트보다 큰 액정 화합물을 사용하여 시야각 의존성을 개선하려는 시도가 있었다. 이 경우 유전 이방성(Δε)은 음성이다. 무전기장 상태에서, 이들 분자는 그의 종방향 축이 디스플레이의 유리 표면에 수직이도록 배향된다. 전기장의 인가는 이들 분자가 스스로 유리 표면에 다소 평행하도록 배향시킨다. 이러한 방식으로, 시야각 의존성을 개선하는 것이 가능해졌다. 이러한 유형의 디스플레이는 VA-TFT("수직 정렬된") 디스플레이로 공지되어 있다.

액정 물질 분야에서의 발전은 여전히 완성으로부터 멀다. 액정 디스플레이 요소의 특성을 개선하기 위하여, 이러한 디스플레이를 최적화를 가능하게 하는 신규한 화합물에 대한 개발 시도가 꾸준히 이루어지고 있다.

본 발명의 목적은 액정 매질에 사용하기 위한 유리한 특성을 갖는 화합물을 제공하는 것이다. 특히, 이들은 음성 유전 이방성을 가져야 하고, 이는 VA 디스플레이에서 사용하기에 특히 적합하게 만든다. 디스플레이 유형에 상응하는 유전 이방성과 관계없이, 화합물은 적용 파라미터의 유리한 조합을 갖는 것이 바람직하다. 동시에 최적화될 이들 파라미터 중, 높은 등명점, 낮은 회전 점도, 광학 이방성의 사용 범위, 및 넓은 온도 범위에 걸쳐 목적한 액정 상을 갖는 혼합물을 달성하도록 돕는 특성(낮은 융점, 목적한 유형의 다른 액정 구성성분과의 양호한 혼화성)에 관해 특히 언급되어야 한다.

휴대용 장치, 예컨대 태블릿 PC 또는 소위 스마트폰에 사용되는 작고 중간 크기의 LC 디스플레이에 사용되는 추가적 LC 디스플레이 모드는 특히 양성 유전 이방성을 갖는 LC 매질이 사용되는 IPS 모드 및 FFS(프린지 필드 스위칭(fringe field switching)) 모드이다. 종래 기술은 FFS 유형의 액정 디스플레이의 특성이 음성 유전 이방성을 갖는 액정 물질을 양성 유전 이방성을 갖는 고도로 극성의 LC 매질에 첨가함으로써 LC 혼합물의 분자의 종방향 축에 수직인 유전 상수(ε⊥)가 증가하도록 야기하여 개선될 수 있음을 개시한다(EP 2 628 779 A2 참조). 결과적으로, 스위칭에 필요한 혼합물의 극성을 생성하기 위해 혼합된 물질의 높은 음성 유전 이방성은 양성 유전 이방성을 갖는 물질의 보다 큰 비율에 의해 보상된다. 따라서, 높은 ε⊥을 갖는 것이 비교적 낮은 Δε 때문에 양성 Δε을 갖는 LC 혼합물의 극성을 보다 적은 정도로 감소시킴에도 불구하고 LC 혼합물 구성성분에 대한 필요가 존재한다.

따라서, 본 발명의 추가적 목적은 상기에 언급된 유리한 적용 특성 외에 특히 비교적 낮은 값의 Δε과 동시에 높은 값의 ε⊥을 갖는 화합물을 제공하는 것이다. 다시 말해, |Δε|에 대한 ε⊥의 비는 가능한 커야 한다.

종래 기술은 다이벤조퓨란 또는 다이벤조티오펜으로부터 유도된 VA 물질을 개시한다.

WO 02/055463은 하기 화학식의 화합물을 개시한다:

상기 식에서,

X는 특히 O 또는 S를 나타낼 수 있고,

Y는 F를 나타낼 수 있고,

R¹ 및 R²는 알킬 또는 알콕시를 나타낼 수 있고,

다른 파라미터는 상기 특허에 지시된 의미를 갖는다.

상기 특허에 기재된 화합물은 음성 유전 이방성을 가지나, 강유전성 LC 혼합물을 위해 개발되었고 개별적 물질의 유전 이방성에 대한 값이 기재되어 있지 않다.

유사한 화합물이 DE 10 2004 021 691 A1에 기재되어 있되, 일반적으로 기 X가 극성 라디칼, 예컨대 F 또는 -CF₃를 포함하나 바람직하게 H를 나타낸다:

DE 10 2005 012 585 A1는 특히 하기 화학식의 다이벤조퓨란 및 다이벤조티오펜 화합물을 기재한다:

상기 식에서,

Y는 O 또는 S를 나타낼 수 있고,

라디칼 R¹은 알콕시를 나타낼 수 있고,

R²는 H를 나타낼 수 있고,

m 및 n은 0을 나타낼 수 있고,

라디칼 X¹, X² 및 X³는 F를 나타낼 수 있다.

상기 화합물의 예는 실시예 번호 97의 하기 화합물이다:

상기 화합물은 고도로 극성이고 VA 디스플레이용 액정 혼합물을 위한 구성성분으로서 개발되었다.

놀랍게도 상기에 기재된 목적 중 하나 이상이 하기 화학식 I의 화합물에 의해 달성될 수 있음이 밝혀졌다:

[화학식 I]

상기 식에서,

W는 O 또는 S를 나타내고,

Y는 F, Cl, CF₃, OCF₃ 또는 OCF₂H를 나타내되,

W가 O인 경우, Y는 F일 수 없고,

X¹ 및 X²는 H 또는 F를 나타내되, 하나 이상의 라디칼 X¹ 또는 X²는 F를 나타내고,

R은 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내되, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, 서로 독립적으로 -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-,

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

A는 각각의 경우 동일하거나 상이하게

a) 1 또는 2개의 CH 기가 N으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 기 L로 대체될 수 있는, 1,4-페닐렌,

b) 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 대체될 수 있는, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌으로 이루어진 군, 및

c) 각각 기 L로 일치환되거나 다치환될 수 있는, 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로퓨란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일로 이루어진 군

으로부터 선택된 라디칼을 나타내고,

L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SCN, SF₅, 또는 각각의 경우 임의적으로 불화된 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내고,

Z는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 단일결합, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CH₂)₃O-, -O(CH₂)₃-, -C≡C-, -O-, -CH₂-, -(CH₂)₃- 또는 -CF₂-를 나타내고,

m은 0, 1 또는 2를 나타낸다.

화합물은 음성 Δε을 갖고, 따라서 특히 VA-TFT 디스플레이에서 사용하는데 적합하고, 매우 특히 IPS 또는 FFS 디스플레이에서 첨가제로서 적합하다. 본 발명에 따른 화합물은 바람직하게 > 10, 특히 바람직하게 > 15의 ε⊥의 값에서 바람직하게 0 내지 -8, 특히 바람직하게 -2 내지 -4의 Δε을 갖는다. 비 ε⊥/|Δε|은 바람직하게 > 3, 특히 바람직하게 > 5이다. 이들은 디스플레이용 액정 혼합물에 사용되는 일반적 물질과의 양호한 혼화성을 나타낸다, 즉, 이들은 양호한 용해도를 갖는다. 화합물 및 생성된 액정 혼합물의 회전 점도는 유리하게 낮다.

또한, 본 발명에 따른 화합물의 다른 물리적, 물리화학적 또는 전기-광학 파라미터는 액정 매질에서 화합물의 사용에 유리하다. 이들 화합물을 포함하는 액정 매질은 특히 충분히 높은 등명점뿐만 아니라 적절한 너비의 네마틱 상 및 양호한 저온 및 장기간 안정성을 갖는다. 본 발명에 따른 화합물의 저융점은 유리한 혼합 행동의 암시를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 특히 VA-TFT 디스플레이에 사용하기에 적합한 광학 이방성의 값(Δn)을 갖는다. 본 발명에 따른 화합물은 바람직하게0.15 초과 및 0.25 미만의 Δn을 갖는다.

본 발명의 최선의 실시양태를 하기에 상세히 기재하였다.

R은 바람직하게 각각 1 내지 7개 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 라디칼, 알킬 라디칼 또는 알켄일 라디칼을 나타낸다. 화학식 I에서 R은 특히 바람직하게 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 알콕시 라디칼 또는 알킬 라디칼이다. m = 0인 경우, R은 바람직하게 1 내지 7개의 C 원자, 특히 바람직하게 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알콕시 기를 나타낸다.

m = 1 또는 2인 경우, R은 바람직하게 알킬, 알콕시 또는 알켄일 기, 특히 바람직하게 1 내지 7개의 C 원자, 특히 바람직하게 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알켄일 기를 나타낸다.

R이 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지형이다. R은 바람직하게 직쇄이고, 달리 지시하지 않는 한, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 C 원자를 갖고, 따라서 바람직하게 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 또는 헵틸이다.

R이 알콕시 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지형이다. R은 바람직하게 직쇄이고, 달리 지시하지 않는 한, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 C 원자를 갖고, 따라서 바람직하게 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시 또는 헵톡시이다.

또한, 화학식 I에서 R은 2 내지 15개의 C 원자를 갖는 알켄일 라디칼일 수 있고, 이는 직쇄 또는 분지형이고 하나 이상의 C-C 이중결합을 함유한다. 이는 바람직하게 직쇄이고 2 내지 7개의 C 원자를 갖는다. 따라서, 이는 바람직하게 비닐, 프로프-1- 또는 -2-엔일, 부트-1-, -2- 또는 -3-엔일, 펜트-1-, -2-, -3- 또는 -4-엔일, 헥스-1-, -2-, -3-, -4- 또는 -5-엔일, 헵트-1-, -2-, -3-, -4-, -5- 또는 -6-엔일이다. C-C 이중결합의 C 원자 둘다가 치환된 경우, 알켄일 라디칼은 E 및/또는 Z 이성질체(트랜스/시스)의 형태일 수 있다. 일반적으로, 각각의 E 이성질체가 바람직하다. 알켄일 라디칼 중 프로프-2-엔일, 부트-2- 또는 -3-엔일 및 펜트-3- 또는 -4-엔일이 특히 바람직하다.

또한, 화학식 I에서 R은 2 내지 15개의 C 원자를 갖는 알킨일 라디칼일 수 있고, 이는 직쇄 또는 분지형이고 하나 이상의 C-C 삼중결합을 함유한다. 1- 또는 2-프로핀일 및 1-, 2- 또는 3-프로핀일이 바람직하다.

기 A는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 바람직하게 하기 화학식으로부터 선택된 이치환된 환형 기를 나타낸다:

기 Z는 바람직하게 단일결합, -CH₂O-, -CF₂O- 또는 -OCF₂-, 특히 바람직하게 -CH₂O-를 나타낸다.

기 W는 바람직하게 O를 나타낸다.

기 X¹ 및 X²의 경우, 둘다 F를 나타내는 것이 바람직하다.

기 Y는 바람직하게 -CF₃ 또는 -OCF₃, 특히 바람직하게 -OCF₃를 나타낸다.

기 L은 바람직하게 F, Cl, -CF₃, 또는 1, 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 기, 특히 바람직하게 F를 나타낸다.

파라미터 m은 바람직하게 0 또는 1의 값을 갖는다.

특히 바람직하게, m은 0을 나타내고, R은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 기를 나타낸다.

본 발명에 있어서 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드, 특히 불소 또는 염소를 나타낸다.

본 발명에 있어서, 표현 "알킬"은 (본 설명부 또는 청구범위에 달리 정의되지 않는 경우) 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형, 포화, 지방족 탄화수소 라디칼을 나타낸다.

특히 바람직하게 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 하기 하위 화학식 Ia 내지 Id의 화합물로부터 선택된다:

[화학식 Ia]

[화학식 Ib]

[화학식 Ic]

[화학식 Id]

상기 식에서,

라디칼 R, A, Z 및 Y는 상기에 지시된 의미를 갖는다.

바람직한 화학식 Ia, Ib, Ic 및 Id의 화합물은 바람직한 하기 하위 화학식 Ia-1, Ia-2, Ib-1 및 Ib-2를 갖는 화학식 Ia 및 Ib의 화합물이다:

[화학식 Ia-1]

[화학식 Ia-2]

[화학식 Ib-1]

[화학식 Ib-2]

상기 화학식 Ia-1 및 Ia-2에서, R은 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시 기를 나타내고,

상기 화학식 Ib-1 및 Ib-2에서, R은 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일 기를 나타낸다.

하기 화학식 Ia-1-1 내지 Ia-1-8 및 Ib-1-1 내지 Ib-1-5의 화합물이 매우 특히 바람직하다:

[화학식 Ia-1-1]

[화학식 Ia-1-2]

[화학식 Ia-1-3]

[화학식 Ia-1-4]

[화학식 Ia-1-5]

[화학식 Ia-1-6]

[화학식 Ia-1-7]

[화학식 Ia-1-8]

[화학식 Ib-1-1]

[화학식 Ib-1-2]

[화학식 Ib-1-3]

[화학식 Ib-1-4]

[화학식 Ib-1-5]

본 발명에 따른 화합물의 라디칼 또는 치환기, 또는 본 발명에 따른 화합물 스스로는 이들이 예를 들어 비대칭 중심을 갖져 광학적으로 활성이거나 입체 이성질성 라디칼, 치환기 또는 화합물의 형태로 각각 존재하는 경우, 이들도 마찬가지로 본 발명에 포함된다. 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물이 이성질적으로 순수한 형태로 예를 들어 순수한 거울상 이성질체, 부분입체 이성질체, E 또는 Z 이성질체, 트랜스 또는 시스 이성질체, 임의의 목적하는 비의 복수의 이성질체의 혼합물, 예를 들어 라세미체, E/Z 이성질체 혼합물 또는 시스/트랜스 이성질체 혼합물로서 존재할 수 있음이 당연하다.

액정 매질에 대해 개시된 화합물에서 화학식

의 1,4-치환된 사이클로헥실 또는 -Cyc-는 트랜스 배열을 갖는다, 즉, 2개의 치환기가 둘다 열역학적으로 바람직한 의자 배좌의 수평 자리에 존재한다.

화학식 I의 화합물은 문헌(예를 들어, 표준 작업, 예컨대 [Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie(Methods of Organic Chemistry), Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart])에 기재되어 있는 바와 같이 그 자체로 공지되어 있는 방법에 의해, 반응에 적합하게 공지된 반응 조건하에서 엄밀하게 제조된다. 그 자체로 공지되어 있으나 본원에서 보다 상세하게 언급되지는 않는 변형 방법을 사용할 수 있다.

필요에 따라, 또한, 출발 물질은 반응 혼합물로부터 단리되지 않고 대신에 이들을 화학식 I의 화합물로 즉시 추가로 전환시켜, 동일 반응계 내에서 생성시킬 수 있다.

본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 합성은 예로서 실시예를 통해 기재된다. 출발 물질은 일반적으로 이용가능한 문헌적 절차에 의해 수득될 수 있거나 상업적으로 입수가능하다.

본 발명에 따른 화합물에 대한 특히 적합한 합성 경로는 하기 반응식 1을 참조로 하기에 설명된다.

[반응식 1]

화학식 I의 화합물의 합성. 이때, 라디칼 R, A, Z, X¹, X², Y 및 지수 m은 화학식 I에 대해 지시된 의미를 갖는다.

반응식 1은 단지 예시로서 간주되어야 한다. 당업자는 화학식 I의 화합물을 수득하기 위해 제시된 합성의 상응하는 변형을 수행할 수 있을 것이며, 다른 적합한 합성 경로도 따를 수 있다.

상기에 도시된 합성에 따라, 또한, 실시양태에서 본 발명은 화학식 I의 화합물의 하나 이상의 제조 방법을 포함한다.

따라서, 본 발명은 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이 염기의 존재하에 화학식 II의 화합물이 화학식 I의 화합물로 전환되는 단계를 포함하는 화학식 I의 화합물의 제조 방법을 포함하되, R, A, Z, X¹, X², W 및 m은 상기에 지시된 의미를 갖고, G는 -OH, -SH 또는 SG'을 나타내고, G'은 티올에 대한 염기-불활성 보호기를 나타낸다. 바람직한 보호기는 아세틸, 다이메틸아미노카본일, 2-테트라하이드로피란일, 에톡시카본일에틸, tert-부틸, 메틸, 특히 바람직하게 에톡시카본일에틸이다.

[반응식 2]

화학식 I의 화합물의 제조 방법.

반응 혼합물의 처리 및 후속적 후처리는 기본적으로 배취식 반응으로서 또는 연속 반응 절차에서 수행될 수 있다. 연속 반응 절차는 예를 들어 연속 교반된-탱크 반응기, 교반된-반응기 캐스케이드, 루프 또는 교차-유동 반응기, 유동 튜브 또는 마이크로 반응기에서의 반응을 포함한다. 필요에 따라, 반응 혼합물은 임의적으로 고체상을 통한 여과; 크로마토그래피; 비혼화성 상 사이의 분리(예를 들어 추출); 고체 지지체 상에 흡착; 증류, 선택적 증류, 승화, 결정화 또는 공-결정화에 의한 용매 및/또는 공비 혼합물의 제거; 또는 막 상에 나노여과에 의해 후처리된다.

이미 언급한 바와 같이 화학식 I의 화합물은 액정 매질에 사용될 수 있다. 따라서, 또한, 본 발명은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 2개 이상의 액정 화합물을 포함하는 액정 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 하나 이상의 화학식 I의 화합물 외의 추가적 구성요소로서 2 내지 40개, 바람직하게 4 내지 30개의 구성성분을 포함하는 액정 매질에 관한 것이다. 이들 매질은 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물 외에 특히 바람직하게 7 내지 25 구성성분을 포함한다. 이들 추가적 구성요소는 바람직하게 네마틱 또는 네마토제닉(단일방성(mono-tropic) 또는 등방성) 물질, 특히 아족시벤젠, 벤질리덴아닐린, 바이페닐, 터페닐, 1,3-다이옥산, 2,5-테트라하이드로피란, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 사이클로헥산-카복시산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스터, 사이클로헥실벤조산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스터, 사이클로헥실사이클로헥산카복시산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스터, 벤조산의 사이클로헥실페닐 에스터, 사이클로헥산카복시산의 사이클로헥실페닐 에스터, 사이클로헥실사이클로헥산카복시산의 사이클로헥실페닐 에스터, 페닐-사이클로헥산, 사이클로헥실바이페닐, 페닐사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실-사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥실사이클로헥센, 1,4-비스사이클로헥실벤젠, 4',4'-비스사이클로헥실바이페닐, 페닐- 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실피리딘, 페닐- 또는 사이클로헥실다이옥산, 페닐- 또는 사이클로헥실-1,3-다이티안, 1,2-다이페닐에탄, 1,2-다이사이클로헥실에탄, 1-페닐-2-사이클로헥실에탄, 1-사이클로헥실-2-(4-페닐사이클로헥실)에탄, 1-사이클로헥실-2-바이페닐에탄, 1-페닐-2-사이클로헥실페닐에탄, 임의적으로 할로겐겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에터, 톨란 및 치환된 신남산의 부류로부터 물질로부터 선택된다. 또한, 이들 화합물에서 1,4-페닐렌 기는 일불화되거나 다불화될 수 있다.

본 발명에 따른 매질의 추가적 구성요소로서 적합한 가장 중요한 화합물은 하기 화학식 II, III, IV, V 및 VI을 특징으로 한다:

[화학식 II]

R'-L-E-R''

[화학식 III]

R'-L-COO-E-R''

[화학식 IV]

R'-L-OOC-E-R''

[화학식 V]

R'-L-CH₂CH₂-E-R''

[화학식 VI]

R'-L-CF₂O-E-R''

상기 화학식 II, III, IV, V 및 VI에서, 동일하거나 상이할 수 있는 L 및 E는 각각 서로 독립적으로 -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -Thp-, -G-Phe- 및 -G-Cyc-에 의해 형성된 기 및 이의 거울상 이미지로부터의 이가 라디칼을 나타내되, Phe는 치환되지 않거나 불소-치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, Cyc는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-사이클로헥센일렌을 나타내고, Pyr은 피리미딘-2,5-다이일 또는 피리딘-2,5-다이일을 나타내고, Dio는 1,3-다이옥산-2,5-다이일을 나타내고, Thp는 테트라하이드로피란-2,5-다이일을 나타내고, G는 2-(트랜스-1,4-사이클로헥실)에틸, 피리미딘-2,5-다이일, 피리딘-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일 또는 테트라하이드로피란-2,5-다이일을 나타낸다.

라디칼 L 및 E 중 하나는 바람직하게 Cyc 또는 Phe이다. E는 바람직하게 Cyc, Phe 또는 Phe-Cyc이다. 본 발명에 따른 매질은 바람직하게 L 및 E가 Cyc 및 Phe로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 구성성분, 및 동시에 라디칼 L 및 E 중 하나가 Cyc 및 Phe로 이루어진 군으로부터 선택되고 다른 라디칼이 -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- 및 -G-Cyc-로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 구성성분, 및 임의적으로 라디칼 L 및 E가 -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- 및 -G-Cyc-로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 구성성분을 포함한다.

화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물의 보다 작은 하위 군에서, R' 및 R"은 각각 서로 독립적으로 8개 이하의 C 원자를 갖는 알킬, 알켄일, 알콕시, 알콕시알킬(옥사알킬), 알켄일옥시 또는 알카노일옥시를 나타낸다. 이러한 보다 작은 하위 군은 하기에서 군 A로 지칭되고, 화합물은 하위 화학식 IIa, IIIa, IVa, Va 및 VIa로 지칭된다. 대부분의 이들 화합물에서, R' 및 R"은 서로 상이하고, 이들 라디칼 중 하나는 일반적으로 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알콕시알킬(옥사알킬)이다.

군 B로 공지된 화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물의 또다른 비교적 작은 하위 군은 -F, -Cl, -NCS 또는 -(O)_iCH₃ _- _kF_k를 나타내되, i는 0 또는 1이고, k는 1, 2 또는 3이다. R"이 이러한 의미를 갖는 화합물은 하위 화학식 IIb, IIIb, IVb, Vb 및 VIb로 지칭된다. R"이 의미 -F, -Cl, -NCS, -CF₃, -OCHF₂ 또는 -OCF₃를 갖는 하위 화학식 IIb, IIIb, IVb, Vb 및 VIb의 화합물이 특히 바람직하다.

하위 화학식 IIb, IIIb, IVb, Vb 및 VIb로 지칭되는 군 B의 화합물에서, R'은 하위 화학식 IIa 내지 VIa의 화합물에 대해 정의된 바와 같고 바람직하게 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알콕시알킬(옥사알킬)이다.

화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물의 추가적 보다 작은 하위 군에서, R"은 -CN을 나타낸다. 이러한 하위 군은 하기에 군 C로 지칭되고, 이러한 하위 군의 화합물은 상응하여 하위 화학식 IIc, IIIc, IVc, Vc 및 VIc로 기재된다. 하위 화학식 IIc, IIIc, IVc, Vc 및 VIc의 화합물에서, R'은 하위 화학식 IIa 내지 VIa의 화합물에 대해 정의된 바와 같고, 바람직하게 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알콕시알킬(옥사알킬)이다.

바람직한 군 A, B 및 C의 화합물 외에, 제안된 치환기의 다른 변형체를 갖는 화학식 II, III, IV, V 및 VI의 화합물도 통상적이다. 모든 이들 물질은 문헌으로부터 공지된 방법 또는 이와 유사한 방법에 의해 수득가능하다.

본 발명에 따른 화학식 I의 화합물 외에, 본 발명에 따른 매질은 바람직하게 군 A, B 및/또는 C로부터의 하나 이상의 화합물을 포함한다. 본 발명에 따른 매질에서 이들 기로부터의 화합물의 중량을 기준으로 한 비는 하기와 같다:

군 A:

0 내지 90%, 바람직하게 20 내지 90%, 특히 30 내지 90%.

군 B:

0 내지 80%, 바람직하게 10 내지 80%, 특히 10 내지 70%.

군 C:

0 내지 80%, 바람직하게 5 내지 80%, 특히 5 내지 50%.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게 1 내지 40%, 특히 바람직하게 5 내지 30%의 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 포함한다. 매질은 바람직하게 1, 2, 3, 4 또는 5개의 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 매질은 종래의 방식으로 제조된다. 일반적으로, 구성성분을 서로 바람직하게 고온에서 용해시킨다. 적합한 첨가제에 의하여, 본 발명의 액정 상을 본원에 개시된 모든 유형의 액정 디스플레이 요소에 사용될 수 있도록 개질할 수 있다. 이러한 유형의 첨가제는 당업자에게 공지되어 있고 문헌[H. Kelker/ R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980]에 상세히 기재되어 있다. 예를 들어, 유색 게스트-호스트 시스템의 생산을 위해 다색성 염료가 첨가될 수 있고, 물질은 네마틱 상의 유전 이방성, 점도 및/또는 정렬의 개질을 위해 첨가될 수 있다.

이들의 음성 Δε 때문에, 화학식 I의 화합물은 VA-TFT 디스플레이에 사용하기에 적합하다.

이들의 ε⊥에 대한 높은 값 때문에, 화학식 I의 화합물은 FFS-TFT 디스플레이에 사용하기에 특히 적합하다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 액정 매질을 함유하는 전기-광학 액정 디스플레이 요소에 관한 것이다.

또한, 이러한 설명에 따른 본 발명의 실시양태 및 변형체의 조합은 청구항으로부터 기인한다.

본 발명은 작업 실시예를 참조로 보다 상세히 하기에 설명되나, 이에 의해 제한되지 않는다. 당업자는 실시예로부터 일반적 설명에 상세히 주어지지 않는 작업 세부내용을 얻을 수 있고, 일반적인 전문지식에 따라 이를 일반화하고 구체적 문제에 이를 적용할 수 있다.

일반적이고 주지된 약어 외에, 하기 약어가 사용된다:

C: 결정질 상; N: 네마틱 상; Sm: 스메틱 상; I: 등방성 상. 이들 기호 사이의 숫자는 대상 물질의 전이 온도를 나타낸다.

달리 지시하지 않는 한 온도 데이터는 ℃ 단위이다.

물리적, 물리 화학적 또는 전기-광학 파라미터가 일반적으로 공지된 방법에 의해, 특히 책자["Merck Liquid Crystals - Licristal® - Physical Properties of Liquid Crystals - Description of the Measurement Methods", 1998, Merck KGaA, Darmstadt]에 기재된 바와 같이 결정된다.

상기 및 하기에, Δn은 광학 이방성(589 nm, 20℃)을 나타내고, Δε은 유전 이방성(1 kHz, 20℃)을 나타낸다. 유전 이방성(Δε)은 20℃및 1 kHz에서 결정된다. 광학 이방성(Δn)은 20℃ 및 589.3 nm의 파장에서 결정된다.

본 발명에 따른 화합물의 Δε 및 Δn 값 및 회전 점도(γ₁)는 5 내지 10%의 본 발명에 따른 각각의 화합물, 및 90 내지 95%의 상업적으로 입수가능한 액정 혼합물 ZLI-2857(Δε의 경우) 또는 ZLI-4792(Δn 및 γ₁의 경우)(혼합물, 메르크 카게아아(Merck KGaA, 독일 다름스타트 소재))로 이루어진 액정 혼합물로부터 선형 외삽법에 의해 수득된다.

상기 및 하기 약어는 하기 의미를 갖는다:

DMAP: 4-(N,N-다이메틸아미노)피리딘

DMPU: 1,3-다이메틸-3,4,5,6-테트라하이드로-2(1H)-피리미딘온

dpephos: 비스[2-(다이페닐포스피노)페닐] 에터

dba: 다이벤질리덴아세톤

n-BuLi: n-부틸리튬, 헥산 중의 용액

MTB 에터: 메틸 tert-부틸 에터

THF: 테트라하이드로퓨란

실시예

본 발명은 하기 비제한적 실시예에 의해 상세히 기재된다.

실시예 1: 4,6- 다이플루오로 -3- 트라이플루오로메톡시 -7- 펜틸옥시다이벤조퓨란

1.1: 1,2-다이플루오로-3-펜틸옥시벤젠

2,3-다이플루오로페놀(19.0 g, 146 mmol) 및 1-브로모펜탄(20.1 ml, 163 mmol)을 에틸 메틸 케톤에 용해시키고, 탄산 칼륨(22.4 g)을 첨가하고, 혼합물을 그 비점에서 밤새 가열하였다. 이어서, 고체를 분리하고, 용매를 제거하였다. 수득된 펜틸 2,3-다이플루오로페닐 에터를 추가적 정제없이 후속적 단계에 사용하였다.

1.2: 2,3-다이플루오로-4-펜틸옥시벤젠보론산

n-헥산 중의 n-부틸리튬의 15% 용액(172 mmol, 108 ml)을 -70℃에서 THF(225 ml) 중의 단계 1로부터의 미가공 생성물 (10)(31.2 g)의 용액에 첨가하였다. 이 온도에서 1시간 후에, THF(25 ml)에 용해된 트라이메틸 보레이트(20 ml, 176 mmol)를 첨가하였다. 추가적 1시간 후에, 배취를 0℃로 가온하고, 물을 첨가하고, 혼합물을 25% 염산을 사용하여 pH 1로 조절하였다. 수상을 분리하고 MTB 에터로 추출하였다. 합한 유기상을 황산 나트륨으로 건조하고 증발시켰다. n-헵탄으로부터 결정화하여 2,3-다이플루오로-4-펜틸옥시벤젠보론산을 무색 고체로 수득하였다.

1.3: 6-브로모-2-플루오로-3-트라이플루오로메톡시페놀

다이이소프로필아민(32 ml) 및 n-헥산 중의 n-부틸리튬의 15% 용액(143 ml)으로부터 제조된 THF(100 ml) 중의 LDA 용액(227 mmol)을 -70℃의 온도에서 질소하에 THF(150 ml) 중의 1-브로모-3-플루오로-4-트라이플루오로메톡시벤젠 (12)(33 ml, 207 mmol)의 용액에 첨가하였다. 이 온도에서 1시간 후에, THF(50 ml)에 용해된 트라이메틸 보레이트(26 ml, 104 mmol)를 배취에 첨가하였다. 추가적 1시간 후에, 배취를 0℃로 가온하고, 물(38 ml)로 희석된 빙초산(30 ml)을 첨가하였다. 실온에서 30분 후에, 35 내지 40℃의 온도에서 35% 과산화 수소 용액(45 ml)을 적가하였다. 첨가의 완료 후에, 배취를 35 내지 40℃에서 3시간 동안 유지한 후에, 실온으로 냉각하고, 물 및 MTB 에터를 첨가하였다. 유기상을 물 및 암모늄 철(II) 설페이트 용액으로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조하고 증발시켰다. 잔사를 n-펜탄/다이클로로메탄을 사용하는 실리카겔을 통해 여과하여 6-브로모-2-플루오로-3-트라이플루오로메톡시페놀을 무색 오일로 수득하였다.

1.4: 3,2',3'-트라이플루오로-4'-펜틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-올

탄산 칼륨(1.8 g, 13 mmol), 약 60℃의 물(6 ml), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0)(40 mg, 4 mmol) 및 다이-(1-아다만틸)부틸포스핀(50 mg)을 질소하에 THF(15 ml) 중의 6-브로모-2-플루오로-3-트라이플루오로메톡시페놀 (13)(3 g, 80%, 9 mmol)의 용액에 첨가하고, 이어서 혼합물을 그 비점까지 가열하였다. THF(10 ml) 중의 2,3-다이플루오로-4-펜틸옥시벤젠보론산 (11)(2.6 g, 97%, 10 mmol)의 용액을 그 비점에서 적가하였다. 배취를 환류하에 밤새 가열하고 냉각하고, 물 및 MTB 에터를 첨가하고, 희석된 염산을 사용하여 혼합물을 산성화시켰다. 수상을 MTB 에터로 추출하였다. 합한 유기상을 황산 나트륨으로 건조하고 증발시키고, 잔사를 톨루엔을 사용하는 실리카겔을 통해 여과하여 3,2',3'-트라이플루오로-4'-펜틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-올을 무색 고체로 수득하였다.

1.5: 4,6-다이플루오로-3-트라이플루오로메톡시-7-펜틸옥시다이벤조퓨란

3,2',3'-트라이플루오로-4'-펜틸옥시-4-트라이플루오로메톡시-바이페닐-2-올(2.40 g, 5.56 mmol) 및 삼인산 칼륨 일수화물(15.5 g, 6.60 mmol)을 밤새 110℃에서 DMPU(20 ml)에서 교반하였다. 냉각 후에, 배취를 MTB 에터로 희석하고 물 및 포화 염화 나트륨 용액으로 세척하고 황산 나트륨으로 건조하였다. 미가공 생성물을 톨루엔을 사용하는 실리카겔 크로마토그래피하고 톨루엔으로부터 재결정화하여 4,6-다이플루오로-3-트라이플루오로메톡시-7-펜틸옥시다이벤조퓨란을 무색 결정(융점: 68℃)으로 수득하였다.

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

종래 기술로부터 공지된 화합물

은 하기 값을 갖는다:

Δε = -7.79

ε⊥ = 24.69

ε⊥/|Δε| = 3.17

실시예 1의 경우, ε⊥/|Δε| = 5.58이었다.

실시예 6의 경우, ε⊥/|Δε| = 3.86이었다.

비교는 본 발명에 따른 화합물이 |Δε|에 대한 ε⊥의 비에 대한 훨씬 크고 보다 유리한 값을 가짐을 보여준다.

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

실시예 25: 부톡시 -4,6- 다이플루오로 -7- 트라이플루오로메톡시다이벤조티오펜

25.1: 3,2',3'-트라이플루오로-4'-부틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-올

화합물 (13) 및 상업적으로 입수가능한 4-부톡시-2,3-다이플루오로벤젠-보론산으로부터 스즈키(Suzuki) 커플링에 의해 화합물 (14)와 유사하게 페놀 (22)를 제조하였다.

25.2: 3,2',3'-트라이플루오로-4'-부틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-일 트라이플루오로메탄설포네이트

트라이에틸아민(5.0 ml) 및 DMAP(60 mg)를 다이클로로메탄(70 ml) 중의 3,2',3'-트라이플루오로-4'-부틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-올(9.7 g)의 용액에 적가하였다. 이어서, 트라이플루오로메탄설폰산 무수물(5.0 ml)을 5℃에서 적가하고, 반응 혼합물을 실온에서 20시간 동안 교반하였다. 혼합물을 실리카겔을 통해 여과하고 다이클로로메탄으로 세척하고 건조하고(Na₂SO₄) 진공에서 증발시켰다. 3,2',3'-트라이플루오로-4'-부틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-일 트라이플루오로메탄설포네이트 (9)를 잔사로서 연황색 오일의 형태로 단리하였다.

25.3: 에틸 3-(4'-부톡시-3,2',3'-트라이플루오로-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-일설판일)프로피오네이트

톨루엔(55 ml) 중의 3,2',3'-트라이플루오로-4'-부틸옥시-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-일 트라이플루오로메탄설포네이트(12.7 g) 및 에틸 3-머캅토프로피오네이트(3.8 ml)의 용액을 환류하에 질소 대기하에 가열하고, 비스(2-다이페닐포스피노페닐) 에터(1.3 g), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0)(1.2 g), 탄산 칼륨(8.4 g) 및 소량의 건조된 분자체(molecular sieve)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류하에 20시간 동안 가열한 후에, 냉각하고, MTB 에터 및 증류수를 첨가하였다. 유기상을 분리하고 건조하고(Na₂SO₄) 진공에서 증발시켰다. 컬럼 크로마토그래피(용리제 톨루엔)에 의해 잔사를 정제하여 에틸 3-(4'-부톡시-3,2',3'-트라이플루오로-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-일설판일)프로피오네이트를 황색 오일로 수득하였다.

25.4: 부톡시-4,6-다이플루오로-7-트라이플루오로메톡시다이벤조티오펜

칼륨 tert-부톡사이드(2.50 g, 22.3 mmol)를 초기에 THF(30 ml)에 도입하고, THF(40 ml) 중의 에틸 3-(4'-부톡시-3,2',3'-트라이플루오로-4-트라이플루오로메톡시바이페닐-2-일설판일)프로피오네이트(9.20 g, 18.3 mmol)의 용액을 실온에서 온도가 30℃를 초과하지 않는 속도로 적가하였다. 이어서, 배취를 환류하에 1시간 동안 가열하고 냉각하고 MTB 에터로 희석하고 물로 세척하였다. 유기상을 황산 나트륨으로 건조하고, 용매를 진공에서 제거하고, 잔사를 톨루엔을 사용하는 실리카겔을 통해 여과하였다. 에탄올로부터 미가공 생성물을 결정화하여 3-부톡시-4,6-다이플루오로-7-트라이플루오로메톡시다이벤조티오펜을 무색 결정(융점: 121℃)으로 수득하였다.

하기 화합물을 실시예 25와 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 25와 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 25와 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 25와 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 25와 유사하게 제조하였다:

하기 화합물을 실시예 25와 유사하게 제조하였다:

Claims

하기 화학식 I의 화합물:
[화학식 I]

상기 식에서,
W는 O 또는 S를 나타내고,
Y는 F, Cl, CF₃, OCF₃ 또는 OCF₂H를 나타내되,
W가 O인 경우, Y는 F일 수 없고,
X¹ 및 X²는 H 또는 F이되,
하나 이상의 라디칼 X¹ 또는 X²는 F를 나타내고,
R은 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내되, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, 서로 독립적으로 -C≡C- , -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 각각 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고,
A는 각각의 경우 동일하거나 상이하게,
a) 1 또는 2개의 CH 기가 N으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 기 L로 대체될 수 있는, 1,4-페닐렌,
b) 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 대체될 수 있는, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌으로 이루어진 군, 및
c) 각각 기 L로 일치환되거나 다치환될 수 있는, 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로퓨란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일로 이루어진 군
으로부터 선택된 라디칼을 나타내고,
L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SCN, SF₅, 또는 각각의 경우 임의적으로 불화된 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내고,
Z는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 단일결합, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CH₂)₃O-, -O(CH₂)₃-, -C≡C-, -O-, -CH₂-, -(CH₂)₃- 또는 -CF₂-를 나타내고,
m은 0, 1 또는 2를 나타낸다.
제1항에 있어서,
X¹ 및 X² 둘다가 F를 나타내는, 화합물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
m이 0 또는 1을 나타내는, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 I에서 Y가 CF₃ 또는 OCF₃를 나타내는, 화합물.
제4항에 있어서,
Y가 OCF₃를 나타내는, 화합물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 하위 화학식 Ia 내지 Id의 화합물로부터 선택되는, 화합물:
[화학식 Ia]

[화학식 Ib]

[화학식 Ic]

[화학식 Id]

상기 식에서,
R, A, Z 및 Y는 제1항에서 화학식 I에 대해 지시된 의미를 갖는다.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
W가 O를 나타내는, 화합물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 Ia-1-1 내지 Ia-1-8 및 Ib-1-1 내지 Ib-1-5의 화합물로부터 선택되는, 화합물:
[화학식 Ia-1-1]

[화학식 Ia-1-2]

[화학식 Ia-1-3]

[화학식 Ia-1-4]

[화학식 Ia-1-5]

[화학식 Ia-1-6]

[화학식 Ia-1-7]

[화학식 Ia-1-8]

[화학식 Ib-1-1]

[화학식 Ib-1-2]

[화학식 Ib-1-3]

[화학식 Ib-1-4]

[화학식 Ib-1-5]
액정 매질에서 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물의 용도.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는, 2개 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질.
제10항에 따른 액정 매질을 함유하는 전기-광학 디스플레이 요소.
하기 화학식 II의 화합물을 화학식 I의 화합물로 전환하는 단계를 포함하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 제조 방법:
[화학식 II]

상기 식에서,
R, A, Z, X¹, X², W, Y 및 m은 제1항에서 지시된 의미를 갖고,
G는 -OH 또는 -SG'을 나타내고,
G'은 H 또는 보호기를 나타낸다.