KR20170013944A - 중합가능한 화합물 및 액정 디스플레이에서 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카복스아미드 또는 설폰아미드 기를 포함하는 중합가능한 화합물, 이의 제조 방법 및 이의 제조를 위한 중간체, 이를 포함하는 액정(LC) 매질, 및 광학, 전자-광학 및 전자 목적을 위한, 특히 LC 디스플레이, 특히 중합체 지속된 배향 유형의 LC 디스플레이에서 중합가능한 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.

Description

중합가능한 화합물 및 액정 디스플레이에서 이의 용도{POLYMERISABLE COMPOUNDS AND THE USE THEREOF IN LIQUID-CRYSTAL DISPLAYS}

본 발명은 카복스아미드 또는 설폰아미드 기를 포함하는 중합가능한 화합물, 이의 제조 방법 및 이의 제조를 위한 중간체, 이를 포함하는 액정(LC) 매질, 및 광학, 전자-광학 및 전자 목적을 위한, 특히 LC 디스플레이, 특히 중합체 지속된 배향 유형의 LC 디스플레이에서 중합가능한 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 액정 디스플레이(LC 디스플레이)는 TN("비틀린 네마틱") 유형이다. 그러나, 이들은 명암비의 시야각 의존성이 강하다는 단점을 가지고 있다.

또한, 보다 광범위한 시야각을 갖는 소위 VA("수직 정렬") 디스플레이가 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀은 2개의 투명한 전극 사이에 통상적으로 음의 유전 이방성을 갖는 LC 매질 층을 함유한다. 스위치-오프(switch-off) 상태에서, LC 층의 분자는 전극 표면에 수직으로 정렬(호메오트로픽(homeotropically))되거나 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 두 전극에 전압을 인가했을 때, LC 분자는 전극 표면에 평행하게 재정렬된다.

또한, 복굴절 효과에 기초하고, 소위 "벤드(bend)" 정렬 및 통상적으로 양의 (DC) 이방성을 갖는 LC 층을 갖는 OCB("광학 보상 벤드") 디스플레이가 공지되어 있다. 전압을 인가했을 때, LC 분자는 전극 표면에 수직으로 재정렬된다. 또한, OCB 디스플레이는 통상적으로는 암 상태에서 벤드 셀의 목적하지 않은 투광성을 방지하기 위해 하나 이상의 복굴절성 광학 지연 필름을 포함한다. OCB 디스플레이는 TN 디스플레이에 비해, 보다 광범위한 시야각 및 보다 짧은 응답 시간을 갖는다.

또한, 2개의 기판(이때, 이들 2개의 기판중 하나의 기판에만 2개의 전극이 배치되어 있음) 사이에 LC 층을 함유하고, 바람직하게는 상호맞물린(intermeshed) 빗-형상의 구조를 가진 소위 IPS("평면내 스위칭") 디스플레이가 공지되어 있다. 전극에 전압을 인가했을 때, LC 층에 평행한 유의적 성분을 갖는 전기장이 이들 전극 사이에 생성된다. 이는 층 평면에서 LC 분자의 재정렬을 유발한다.

또한, 동일한 기판상에 2개의 전극(이때, 전극들 중 하나는 빗-형상 방식으로 구조화되고 나머지 전극은 구조화되지 않음)을 포함하는 소위 FFS("프린지-필드 스위칭") 디스플레이가 제안되었다(특히, 문헌[S.H. Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028] 참조). 이에 따라, 강한, 소위 "프린지-필드", 즉, 전극의 엣지에 인접한 강한 전기장, 및 셀 전체에 걸쳐 강한 수직 성분과 강한 수평 성분을 모두 갖는 강한 전기장이 생성된다. FFS 디스플레이는 명암비의 낮은 시야각 의존성을 갖는다. FFS 디스플레이는 일반적으로, 양의 유전 이방성을 갖는 LC 매질, 및 일반적으로 폴리이미드의 배향 층(이는, LC 매질의 분자에 평면 배향을 제공함)을 포함한다.

FFS 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 작동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별적인 픽셀은 일반적으로, 집적된 비선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예를 들면, 박막 트랜지스터("TFT"))에 의해 어드레싱되고, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별적인 픽셀은 일반적으로, 선행기술로부터 공지된 바와 같은 다중화(multiplex) 방법에 의해 어드레싱된다.

또한, FFS 디스플레이와 유사한 전극 설계 및 층 두께를 갖지만, 양의 유전 이방성을 갖는 LC 매질 대신 음의 유전 이방성을 갖는 LC 매질 층을 포함하는 FFS 디스플레이가 개시되었다(문헌[S.H. Lee et al., Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883] 및 문헌[S.H. Lee et al., Liquid 결정 39(9), 2012, 1141-1148] 참조). 음의 유전 이방성을 갖는 LC 매질은, 양의 유전 이방성을 갖는 LC 매질에 비해 더 적은 경사 및 더 많은 비틀림 배향을 갖는 더 우호적인 방향자 배향을 나타내며, 결과적으로, 이러한 디스플레이는 더 높은 투과율을 가진다. 상기 디스플레이는 추가로 기판들 중 하나 이상의 상에 제공되는 바람직하게는 폴리이미드의 배향 층을 포함하며, 이는 상기 LC 매질과 접촉하여 LC 매질의 LC 분자의 평면 배향을 유발한다. 상기 디스플레이는 "초 휘도(Ultra Brightness) FFS(UB-FFS)" 모드 디스플레이로도 공지되어 있다. 상기 디스플레이는 높은 신뢰성의 LC 매질을 필요로 한다.

이후로 사용되는 용어 "신뢰성"은, 시간에 따라, 상이한 응력 부하(예컨대, 광 부하, 온도, 습도, 전압)에 대한 디스플레이의 성능 품질을 의미하며, LC 디스플레이 분야의 당업자에게 공지되어 있는 디스플레이 효과(예컨대, 잔상(면적 및 선 잔상), 무라(mura), 요고어(yogore) 등)을 포함한다. 신뢰성을 분류하기 위한 표준 매개변수로서, 일반적으로 전압 보전율(VHR) 값이 사용되며, 이는 시험 디스플레이에서 일정한 전압을 유지하는 것에 대한 척도이다. VHR 값이 더 높으면, LC 매질의 신뢰성이 더 우수하다.

더 최신 유형의 VA 디스플레이에서, LC 분자의 균일 배향은 LC 셀 내의 복수개의 비교적 작은 도메인으로 제한된다. 이들 도메인 사이에, 경사 도메인으로도 공지된 전경(disclination)이 존재할 수 있다. 경사 도메인을 갖는 VA 디스플레이는, 통상적인 VA 디스플레이에 비해, 명암비 및 회색 색조의 더 큰 시야각 의존성을 가진다. 또한, 이러한 유형의 디스플레이는 더 쉽게 제조할 수 있는데, 그 이유는, 스위칭-온 상태에서 분자의 균일 정렬을 위한 추가적인 처리(예컨대, 러빙에 의한)가 더 이상 필요하지 않기 때문이다. 대신, 경사각 또는 선경사각의 우선 방향이 전극들의 특정 설계에 의해 제어된다.

소위 MVA("다중도메인 수직 정렬") 디스플레이의 경우, 이는 일반적으로 국부적인 선경사를 야기시키는 돌출부를 갖는 전극에 의해 달성된다. 그 결과, LC 분자는 전압의 인가시에 셀의 한정된 상이한 영역 내에서 상이한 방향으로 전극 표면에 평행하게 정렬된다. 이에 의해 "제어된" 스위칭이 달성되며, 간섭 전경 라인(interfering disclination line)의 형성이 억제된다. 이러한 배열은 디스플레이의 시야각을 개선시키지만, 그의 투광성은 감소시킨다. MVA의 추가적인 개발은 단지 하나의 전극 면 상에서만 돌출부를 사용하고 반대편 전극은 슬릿(slit)을 갖는 것이며, 이로써 투광성이 개선된다. 슬릿화된 전극은 전압의 인가시에 LC 셀 내에서 불균일한 전기장을 발생시키며, 이는 여전히 제어된 스위칭이 달성되고 있다는 의미이다. 투광성을 더욱 개선하기 위하여, 슬릿과 돌출부 사이의 간격을 증가시킬 수 있지만, 이는 실제로는 응답 시간을 연장시킨다. 소위 PVA(패턴화된 VA) 디스플레이의 경우, 2개의 전극 모두가 양쪽 면 상에 슬릿으로 구조화된다는 점에서 돌출부가 완전히 불필요하며, 이로써 명암비가 증가되고 투광성은 개선되지만, 이는 기술적으로 어려우며 디스플레이를 기계적인 영향("탭핑" 등)에 더 민감하게 만든다. 그러나, 예를 들어 모니터, 특히 TV 스크린과 같은 많은 용도의 경우, 디스플레이의 응답 시간의 단축 및 명암비 및 휘도(투과도)의 개선이 요구된다.

또한, "중합체 안정화된"이라는 용어로도 공지되어 있는 소위 PS 또는 PSA(중합체 지속된 (정렬)) 디스플레이가 개발되었다. 이 경우, 소량(예를 들면, 0.3 중량%, 전형적으로는 1 중량% 미만)의 하나 이상의 중합가능한 화합물, 바람직하게는 중합가능한 단량체성 화합물이 LC 매질에 첨가되고, LC 셀로 도입된 후에, 전극들 사이에 전압을 인가하거나 인가하지 않고 일반적으로는 UV 광중합시킴으로써 동일 반응계에서 중합되거나 가교결합된다. 상기 중합은, LC 매질이 액정 상을 나타내는 온도, 일반적으로 실온에서 수행된다. 또한, 반응성 메소젠 또는 "RM"으로도 공지된 중합가능한 메소젠성 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 입증되어 왔다.

달리 언급되지 않는 한, 일반적으로 중합체-유지된 배향 유형의 디스플레이를 지칭할 때는 용어 "PSA"가 이후로 사용되며, 특정 디스플레이 모드(예컨대, PS-VA, PS-TN 등)를 지칭할 때는 용어 "PS"가 사용된다.

또한, 달리 언급되지 않는 한, 중합가능한 메소젠성 또는 액정 화합물을 지칭할 때 용어 "RM"이 이후로 사용된다.

한편, PS(A) 원리는 다양한 종래의 LC 디스플레이에도 사용되고 있다. 이에 따라, 예를 들면 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS 및 PSA-TN 디스플레이가 공지되어 있다. 일반적으로, RM의 중합은 바람직하게는 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하여 수행되고, PSA-IPS 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하거나 인가하지 않고, 바람직하게는 인가하지 않고 수행된다. 시험 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PS(A) 방법은 셀 내에 선경사를 생성시킨다. 예를 들어, PSA-OCB 디스플레이의 경우, 오프셋(offset) 전압이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조를 안정화시킬 수 있다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 이러한 선경사가 응답 시간에 대해 긍정적인 영향을 준다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 그 외에도, 예를 들어 단지 하나의 구조화된 전극 면만을 갖고 돌출부를 전혀 갖지 않도록 조작함으로써 제조를 상당히 단순화시키는 동시에 매우 양호한 명암비와 함께 매우 양호한 투과성을 얻을 수 있다.

또한, 소위 포지-VA("포지티브 VA") 디스플레이가 특히 적합한 모드인 것으로 입증되었다. 종래의 VA 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이 내의 LC 분자들의 초기 배향은 전압이 인가되지 않은 초기 상태에서 호메오트로픽, 즉 기판에 실질적으로 수직이다. 그러나, 종래의 VA 디스플레이와 달리, 포지-VA 디스플레이에서는 양의 유전 이방성을 갖는 LC 매질이 사용된다. 보통 사용되는 IPS 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이에서의 두 전극은 두 기판 중 단지 하나의 기판 위에만 배치되어 있고, 바람직하게는 상호 맞물리는 빗-형상(인터디지털(interdigital)) 구조를 나타낸다. LC 매질 층에 실질적으로 평행한 전기장을 생성하는 인터디지털 전극에 전압이 인가되면, LC 분자들은 기판에 실질적으로 평행한 배향으로 변한다. 또한, 포지-VA 디스플레이에서도, 중합체 안정화(PSA)는 유리한 것으로 입증되었으며, 즉 디스플레이 내에서 중합되는 RM을 LC 매질에 첨가함으로써 스위칭 시간의 상당한 감소를 구현할 수 있다.

PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면 유럽 특허 제1 170 626 A2호, 미국 특허 제6,861,107호, 제7,169,449호, 미국 특허 출원 공개 제2004/0191428 A1호, 제2006/0066793 A1호 및 제2006/0103804 A1호에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면 문헌[T. -J-. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704] 및 문헌[S. H. Kim, L. -C-. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PSA-IPS 디스플레이는, 예를 들면 US 6,177,972 및 문헌[Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PSA-TN 디스플레이는, 예를 들면 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다.

전술된 통상의 LC 디스플레이와 마찬가지로, PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 구동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 집적화된 비-선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예컨대, 박막 트랜지스터("TFT"))에 의해 어드레싱되지만, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 종래 기술로부터 공지된 다중화 방법에 의해 어드레싱된다.

또한, PSA 디스플레이는 디스플레이 셀을 형성하는 기판들 중 하나 또는 둘 다 상에 배향 층을 포함할 수 있다. 배향 층은 일반적으로, 배향층이 LC 매질과 접촉하여 LC 분자의 초기 배향을 유도하도록, (전극들이 존재하는 경우) 전극들 상에 적용된다. 배향 층은, 예를 들어 러빙되거나 광배향 방법으로 제조될 수 있는 폴리이미드를 포함하거나 이로 이루어진다.

특히, 모니터 및 특히 TV 용도에서, LC 디스플레이의 응답 시간뿐만 아니라 명암비 및 휘도(따라서 투과도)를 최적화하는 것이 계속 요구되고 있다. 상기 PSA 방법은 여기서 중요한 이점을 제공할 수 있다. 특히 PS-VA, PS-IPS, PS-FFS 및 PS-포지-VA 디스플레이의 경우에, 다른 변수에 대한 심각한 부정적인 영향 없이 응답 시간의 단축(이는 시험 셀에서 측정가능한 선경사와 관련됨)이 달성될 수 있다.

선행 기술은, PSA 디스플레이에 사용하기 위한 RM으로서, 임의적으로 불화된 바이페닐 다이아크릴레이트 또는 다이메타크릴레이트를 제안하고 있다.

그러나, LC 혼합물과 하나 이상의 RM으로 이루어진 모든 조합이 PSA 디스플레이에 적합한 것은 아니라는 문제가 발생하며, 그 이유는, 예컨대 부적절한 경사가 형성되거나 또는 경사가 전혀 형성되지 않기 때문이거나, 또는 예컨대 소위 "전압 보전율"(VHR 또는 HR)이 TFT 디스플레이 제품에 부적절하기 때문이다. 또한, PSA 디스플레이서 사용시, 종래 기술로부터 공지된 LC 혼합물 및 RM은 여전히 몇몇 단점을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, LC 혼합물에 가용성인 모든 공지의 RM이 PSA 디스플레이에 사용하는 데 적합한 것은 아니다. 또한, 종종 PSA 디스플레이에서 선경사의 직접적 측정 외에 RM에 대한 적합한 선택 기준을 찾기가 어렵다. 광개시제의 첨가 없이 UV 광선을 사용한 중합(이는, 특정 용도에서 이로울 수 있음)이 바람직한 경우, 적합한 RM의 선택의 여지는 더욱 줄어든다.

또한, 선택된 LC 호스트 혼합물/RM의 조합은 최소 가능한 회전 점도 및 최고 가능한 전기적 성질을 가져야 한다. 특히, 가능한 최고의 VHR을 가져야 한다. PSA 디스플레이에서, UV 광 조사 후 높은 VHR이 특히 필요하며, 그 이유는, UV 노출은 디스플레이 제조 공정에 필요한 부분이지만 최종 디스플레이의 구동 중에 정상적인 노출로서 또한 일어나기 때문이다.

특히, 작은 선경사각을 생성하는, PSA 디스플레이용으로 이용가능한 신규 물질이 바람직할 것이다. 동일한 노출 시간으로 중합하는 동안 지금까지 공지된 물질보다 더 작은 선경사각을 생성하는 물질이 바람직하고/하거나, 사용시, 공지된 물질을 사용하여 달성할 수 있는 (더 큰) 선경사각을 더 짧은 노출 시간 후에 이미 달성할 수 있는 물질이 특히 바람직할 것이다. 따라서, 상기 디스플레이의 제조 시간("택트 시간"(tact time))이 단축되고, 제조 공정의 비용이 감소될 수 있다.

PSA 디스플레이의 제조시 또 하나의 문제는, 특히 디스플레이에서 선경사각을 생성하기 위한 중합 단계 후의 중합되지 않은 RM 잔류량의 존재 또는 제거이다. 예를 들어, 이러한 유형의 미반응된 RM은, 디스플레이 마감 후의 구동 동안에 제어되지 않은 방식으로 중합됨으로써 디스플레이의 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 종래 기술에서 공지된 PSA 디스플레이는 종종 소위 "잔상" 또는 "이미지 번(image burn)", 즉 개별적인 픽셀들에서 전기장이 스위치-오프된 후 또는 다른 픽셀들이 어드레싱된 후에도 이들 픽셀들의 일시적인 어드레싱이 여전히 가시적으로 남아있는 현상을 보인다.

이러한 "잔상"은 한편으로는 낮은 VHR을 가진 LC 호스트 혼합물이 사용되는 경우 일어날 수 있다. 일광 또는 백라이팅의 UV 요소는 내부의 LC 분자의 바람직하지 못한 분해 반응을 일으킬 수 있고, 따라서 이온성 또는 자유-라디칼 불순물을 생성시킨다. 이들은 특히 전극 또는 정렬 층에 축적될 수 있으며, 여기서 이들은 유효 인가 전압을 감소시킨다. 또한, 이러한 효과는 중합체 성분을 포함하지 않는 통상의 LC 디스플레이에서 관찰될 수 있다.

또한, 미중합된 RM의 존재에 의해 유발된 추가의 "잔상" 효과가 종종 PSA 디스플레이에서 관찰된다. 잔상 RM의 비제어된 중합은 환경에 의해 또는 백라이팅에 의해 여기서 시작된다. 스위칭된 디스플레이 영역에서, 이는 많은 어드레싱 사이클 후에 경사각을 변화시킨다. 따라서, 스위칭된 영역에서는 투과율의 변화가 일어날 수 있지만, 비스위칭된 영역에서는 변화가 없을 수 있다.

그러므로, RM의 중합이 PSA 디스플레이의 제조 동안 가능한 완전하게 진행되는 것이 바람직하고, 디스플레이 내의 미중합된 RM의 존재는 가능한 한 배제되거나 최소한도로 감소되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 고도로 효과적이고 완전한 RM의 중합을 가능케 하는 RM 및 LC 혼합물이 요구된다. 또한, RM 잔량의 제어 반응이 바람직할 것이다. 이는, RM이 현재까지 공지된 물질보다 더욱 신속하고 효과적으로 중합하는 경우 더 단순해질 것이다.

PSA 디스플레이의 작동시 관찰된 다른 문제는 선경사각의 안정성이다. 따라서, 전술된 바와 같이 RM을 중합하여 디스플레이를 제조하는 동안 생성되는 선경사각은 일정하게 유지되지 않지만, 이의 작동 동안 디스플레이가 전압 응력하에 놓인 후에는 악화될 수 있다. 이는, 예를 들어 블랙(black) 상태 투과도를 증가시키고 이에 따라 명암비를 낮춤으로써 디스플레이 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

해결해야 할 또 다른 문제는, 선행 기술의 RM이 흔히 높은 융점을 가지며, 다수의 통상적인 현행 LC 혼합물에 제한된 가용성만을 나타내며, 이에 따라 흔히 상기 혼합물로부터 자발적으로 결정화되는 경향이 있다는 것이다. 또한, 자발적 중합의 위험은, 중합가능한 성분을 용해시키기 위해 LC 호스트 혼합물을 가온하는 것을 막는다(이는, 심지어 실온에서도 최대 가능한 용해도가 필요함을 의미함). 또한, LC 매질을 LC 디스플레이 내로 도입하는데 있어서 분리의 위험이 존재하며(크로마토그래피 효과), 이는, 디스플레이의 균일성을 상당히 손상시킬 수 있다. 이는 또한, 자발적 중합(상기 참조)의 위험을 감소시키기 위해 LC 매질이 일반적으로 저온에서 도입된다는 사실에 의해 증가되며, 이는 다시 용해도에 부정적인 영향을 미친다.

선행 기술에서 관찰되는 또 다른 문제는, PSA 디스플레이(예컨대 비제한적으로, PSA 유형의 디스플레이 포함)에 사용하기 위한 LC 매질이 흔히 높은 점도 및 결과적으로 높은 스위칭 시간을 나타낸다는 것이다. LC 매질의 점도 및 스위칭 시간을 감소시키기 위하여, 선행 기술에서는 알켄일 기를 갖는 LC 화합물을 첨가하는 것을 제안하였다. 그러나, 알켄일 화합물을 함유하는 LC 매질은 흔히 신뢰성 및 안정성의 감소 및 특히 UV 복사선에 대한 노출 이후 VHR의 감소를 나타내는 것으로 관찰되었다. 특히 PSA 디스플레이에 사용하는 경우, 이는 상당히 불리하며, 그 이유는, PSA 디스플레이에서 RM의 광중합이 일반적으로 UV 복사선에 대한 노출에 의해 수행되며, 이는 LC 매질에서 VHR 강하를 유발할 수 있기 때문이다.

따라서, 전술된 단점을 나타내지 않거나 단지 작은 적도로만 나타내고 개선된 특성을 갖는 PSA 디스플레이 및 상기 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질 및 중합가능한 화합물이 여전히 강력히 요구된다. 특히, 높은 비저항과 동시에 큰 작동 온도 범위, 심지어 저온에서도 짧은 반응 시간, 낮은 역치 전압, 낮은 선경사각, 회색 색조의 다중도, 높은 명암비 및 넓은 시야각을 가능하게 하고, UV 노출 이후 높은 신뢰성 및 "전압 보전율"(VHR)에 대한 높은 값을 갖고, 중합가능한 화합물인 경우, 낮은 융점 및 LC 호스트 혼합물에서의 높은 가용성을 갖는 PSA 디스플레이, 및 상기 PSA 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질 및 중합가능한 화합물이 강력히 요구된다.

본 발명은 상기에 지시된 단점을 갖지 않거나 감소된 정도로만 갖고, 가능한 신속하고 완전하게 중합하고, 낮은 선경사각을 가능한 빠르게 설정할 수 있고, 디스플레이에서 "잔상"의 발생을 감소시키거나 방지하고, 바람직하게는 동시에 매우 높은 비저항 값, 높은 VHR 값, 낮은 역치 전압 및 짧은 반응 시간을 가능하게 하고, 전형적으로 PSA 디스플레이에서 호스트 혼합물로서 사용되는 LC 매질에서 높은 가용성을 가지는, PSA 디스플레이에서 사용하기 위한 신규한 적합한 물질, 특히 RM 및 이를 포함하는 LC 매질을 제공하고자 하는 목적에 기초한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 특히 광학, 전자-광학 및 전기 용도를 위한 새로운 RM, 및 이의 제조에 적합한 방법 및 중간체를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명은 상기에 지시된 단점을 갖지 않거나 감소된 정도로만 갖고, 가능한 신속하고 완전하게 중합하고, 낮은 선경사각을 가능한 빠르게 설정할 수 있고, 보다 긴 시간 후 및/또는 UV 노출 후에도 선경사의 높은 안정성을 나타내고, 디스플레이에서 "잔상"의 발생을 감소시키거나 방지하고, 바람직하게는 동시에 매우 높은 비저항 값, 높은 VHR 값, 높은 신뢰도, 낮은 역치 전압 및 짧은 반응 시간을 가능하게 하고, 특히 보다 긴 파장, 바람직하게는 320 내지 360 nm의 파장에서 양호한 UV 흡수를 나타내고, 전형적으로 PSA 디스플레이에서 호스트 혼합물로서 사용되는 LC 매질에서 높은 가용성을 가지는, PSA 디스플레이에서 사용하기 위한 중합가능한 화합물, 예컨대 RM을 제공하고자 하는 목적에 기초한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 특히 광학, 전자-광학 및 전기 용도를 위한 신규한 RM, 및 이의 제조에 적합한 방법 및 중간체를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 본원에 기재된 물질 및 방법에 의해 달성되었다. 특히, 놀랍게도, 하기에 기재되는 PSA 디스플레이에서의 화학식 I의 RM의 사용은 신속한 중합 반응, 안정한 경사각의 신속한 설정, 및 UV 광중합 후 높은 VHR 값을 가능하게 한다. 화학식 I의 RM은 메소젠성기 및 하나 이상의 중합가능한 기를 함유함을 특징으로 하되, 중합가능한 기 중 하나 이상은 카복스아미드 또는 설폰아미드 기를 통해 메소젠성 기에 부착된다.

본 발명에 따른 RM의 사용이 광개시제의 첨가없이도 안정한 선경사의 신속한 생성을 가능하게 하고, 특히 알켄일 기를 갖는 LC 화합물을 함유하는 LC 호스트 혼합물의 사용시 자외선 조사 후에 높은 VHR 값, 및 높은 신뢰도를 나타냄이 밝혀졌다. 이러한 LC 호스트 혼합물에서 본 발명에 따른 RM의 사용은 높은 VHR 값을 가능하게 한다. 또한, 본 발명에 따른 RM 화합물은 다양한 LC 매질에서, 특히 PSA 용도를 위한 상업적으로 입수가능한 LC 호스트 혼합물에서 양호한 가용성을 갖고 낮은 결정화 경향을 갖는다. 또한, 이들은 보다 긴 UV 파장, 특히 320 내지 360 nm 범위의 파장에서 양호한 흡수를 나타내고, 셀에서 소량의 잔여 미반응된 RM과의 신속하고 완전한 중합을 가능하게 한다.

본 발명은 하기 화학식 I의 중합가능한 화합물에 관한 것이다:

상기 식에서,

Ar은 일환형 또는 다환형이고 추가적 치환기도 함유할 수 있는, 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴을 나타내고,

M은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -G-NR^yR^z를 나타내고,

G는 -CO- 또는 -SO₂-를 나타내고,

R^y 및 R^z 중 하나는 P-Sp-를 나타내고, 나머지 하나는 R^x 또는 P-Sp-를 나타내거나, R^y 및 R^z는 N 원자와 함께, 하나 이상의 기 P-Sp-로 치환된, 4 내지 6 고리 원자를 갖는 N-헤테로환형 기를 형성하고,

R^x는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬이되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 임의적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체되고,

Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,

P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 중합가능한 기를 나타내고,

x는 0 또는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4 또는 5이고,

y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이되,

x+y는 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다.

또한, 본 발명은 LC 매질 및 LC 디스플레이에서, 특히 LC 디스플레이의 LC 매질, 활성 층 또는 배향 층에서, 중합가능한 화합물로서의 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이며, 이때 상기 LC 디스플레이는 바람직하게는 PSA 디스플레이이다.

또한, 본 발명은 화학식 I의 화합물의 제조 방법, 및 상기 방법에 사용되거나 상기 방법에서 수득된 신규한 중간체에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 중합가능한 화합물(이들 중 하나 이상이 화학식 I의 화합물임)을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은

- 하나 이상의 중합가능한 화합물(이들 중 하나 이상이 화학식 I의 화합물임)을 포함하고, 바람직하게는 이들로 이루어지는 중합가능한 성분 (A), 및

- 하나 이상의 메소젠성 또는 액정 화합물을 포함하고, 바람직하게는 이들로 이루어지는 액정 성분 (B)(이후로 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭됨)

를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LC 매질의 액정 성분 (B)은 이후로 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭되며, 바람직하게는, 중합가능하지 않은 저분자량 화합물로부터 선택되는, 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상의 메소젠성 또는 LC 화합물을 포함하거나 이들로 이루어진다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 LC 매질에 관한 것이며, 상기 LC 호스트 혼합물 또는 성분 (B)는, 알켄일 기를 포함하는 메소젠성 또는 LC 화합물을 하나 이상 포함한다.

또한, 본 발명은 전술된 바와 같은 LC 매질 또는 LC 디스플레이에 관한 것이며, 이때 성분 (A)의 화학식 I의 화합물은 중합된다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 메소젠성 또는 LC 화합물, 또는 LC 호스트 혼합물 또는 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 LC 성분 (B)를 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 임의적으로 추가의 LC 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 것을 포함하는, 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 PSA 디스플레이에서, 특히 LC 매질을 포함하는 PSA 디스플레이에서, 바람직하게는 전기장 또는 자기장 내에서, PSA 디스플레이 중의 화학식 I의 화합물을 동일-반응계 내 중합에 의해 중합함으로써, LC 매질에 경사각을 생성하기 위한, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이, 특히 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 전술된 바와 같은 중합가능한 성분 (A)를 중합시킴으로써 수득가능한 중합체를 포함하거나, 본 발명에 따른 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이에 관한 것이며, 이는 바람직하게는 PSA 디스플레이, 매우 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이이다.

또한, 본 발명은 2개의 기판(이들 중 하나 이상은 투광성임), 상기 기판들 각각에 제공되는 전극 또는 상기 기판들 중 하나에만 제공되는 2개의 전극, 및 상기 기판들 사이에 위치하고 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 LC 성분을 포함하는 LC 매질 층을 포함하는, PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이며, 이때 상기 중합가능한 화합물은 상기 디스플레이의 기판들 사이에서 중합된다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 중합가능한 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질을 LC 디스플레이의 기판들 사이에 충전하거나 제공하는 단계, 및 상기 중합가능한 화합물을 중합하는 단계를 포함하는, 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 LC 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 PSA 디스플레이는, 기판들 중 하나 또는 둘 다에 적용되는, 바람직하게는 투명 층 형태의 2개의 전극을 가진다. 몇몇 디스플레이, 예를 들어 PS-VA, PS-OCB 또는 PS-TN 디스플레이에서는, 하나의 전극이 2개의 기판 각각에 적용된다. 다른 디스플레이, 예를 들어 PS-포지-VA, PS-IPS 또는 PS-FFS 또는 PS-UB-FFS 디스플레이에서는, 2개의 전극이 2개의 기판들 중 하나에만 적용된다.

바람직한 실시양태에서, 상기 중합가능한 성분은, LC 디스플레이의 전극에 전압이 인가될 때, LC 디스플레이에서 중합된다.

상기 중합가능한 성분의 중합가능한 화합물은 바람직하게는 광중합, 매우 바람직하게는 UV 광중합에 의해 중합된다.

달리 언급되지 않는 한, 화학식 I의 화합물은 바람직하게는 비키랄 화합물로부터 선택된다.

본원에서 용어 "활성 층" 및 "스위칭가능 층"은, 전광 디스플레이, 예를 들어 LC 디스플레이에서, 구조 이방성 및 광학 이방성을 갖는 분자(예컨대, LC 분자)를 하나 이상 포함하고, 외부 자극(예컨대, 전기장 또는 자기장)에 대해 이의 배향이 변하여, 편광 또는 비편광의 투과도를 변화시키는 층을 의미한다.

본원에서 용어 "경사" 및 "경사각"은, LC 디스플레이(본원에서는 바람직하게는 PS 또는 PSA 디스플레이)에서 셀의 표면에 대한 LC 매질의 LC 분자들의 경사 정렬을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 본원에서 경사각은, LC 분자(LC 방향자)의 종방향 분자 축과 평면-평행 외측 플레이트(이는 LC 셀을 형성함) 사이의 평균 각(90° 미만)을 나타낸다. 경사각의 작은 값(즉, 90°각으로부터의 큰 편차)은 큰 경사에 대응한다. 경사각을 측정하기에 적합한 방법은 실시예에 제시되어 있다. 달리 기재되지 않는 한, 상기 및 하기에 기재된 경사각 값은 이러한 측정법과 관련된다.

본원에서 용어 "반응성 메소젠" 및 "RM"은, 메소젠성 또는 액정 골격, 및 이에 부착되고 중합에 적합한 하나 이상의 작용 기("중합가능한 기" 또는 "P"로도 지칭됨)를 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

달리 언급되지 않는 한, 본원에서 용어 "중합가능한 화합물"은, 중합가능한 단량체성 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

본원에서 용어 "저분자량 화합물"은, 단량체성이고/이거나, "중합체성 화합물" 또는 "중합체"와 달리 중합 반응으로 제조되지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

본원에서 용어 "중합가능하지 않은 화합물"은, 일반적으로 RM의 중합에 적용되는 조건하에 중합되기에 적합한 작용 기를 함유하지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

본원에서 용어 "메소젠성 기"는, 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있고, 이의 인력 및 척력의 비등방성으로 인해 본질적으로 저분자량 또는 중합가능한 물질 중에 액정(LC) 상을 유발하는 데 기여하는 기를 의미한다. 메소젠성 기를 함유하는 화합물(메소젠성 화합물) 자체가 LC 상을 가질 필요는 없다. 또한, 메소젠성 화합물은 다른 화합물과의 혼합 후 및/또는 중합 후에만 LC 상 거동을 나타낼 수도 있다. 전형적인 메소젠성 기는, 예를 들어 강성 막대형 또는 디스크형 단위이다. 메소젠성 또는 LC 화합물과 관련하여 사용되는 용어 및 정의에 대한 개요는 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)] 및 [C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제시되어 있다.

또한, 본원에서 용어 "스페이서 기"(이후로 "Sp"로도 지칭됨)는 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌(예컨대, 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)] 및 [C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368] 참조)에 기술되어 있다. 본원에 용어 "스페이서 기" 또는 "스페이서"는, 중합가능한 메소젠성 화합물에서 메소젠성 기와 중합가능한 기를 연결하는 가요성 기, 예를 들면 알킬렌 기를 의미한다.

상기 및 하기에서,

는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 고리를 나타내고,

는 1,4-페닐렌 고리를 나타낸다.

상기 및 하기 "유기 기"는 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.

"탄소 기"는, 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 1가 또는 다가 유기 기를 나타내며, 이때 이는 다른 원자를 함유하지 않거나(예를 들면, -C≡C-), 또는 임의적으로 하나 이상의 다른 원자(예컨대, N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge)를 함유한다(예를 들면, 카본일 등). 용어 "탄화수소 기"는, 추가로 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 하나 이상의 헤테로 원자, 예를 들어, N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 함유하는 탄소 기를 나타낸다.

"할로겐"은, F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.

-CO-, -C(=O)- 및 -C(O)-는 카본일 기, 즉,

를 나타낸다.

탄소 또는 탄화수소 기는 포화되거나 불포화된 기일 수 있다. 불포화 기는, 예컨대 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 초과의 탄소 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 선형, 분지형 및/또는 환형일 수 있고, 또한 스파이로 연결 또는 축합 고리를 가질 수 있다.

또한, 용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 다가 기, 예컨대 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.

용어 "아릴"은, 방향족 탄소 기 또는 이들로부터 유도된 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 상기 정의된 바와 같은 "아릴"을 나타낸다.

바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 매우 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의 임의적으로 치환된 직쇄, 분지쇄 또는 환형, 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 및 알콕시카본일옥시, 탄소수 5 내지 30, 바람직하게는 탄소수 6 내지 25의 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시, 또는 탄소수 5 내지 30, 바람직하게는 탄소수 6 내지 25의 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴-알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카본일, 아릴옥시카본일, 아릴카본일옥시 및 아릴옥시카본일옥시이고, 이때 하나 이상의 C 원자는 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택되는 헤테로 원자로 대체될 수도 있다.

다른 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C₁-C₂₀ 알킬, C₂-C₂₀ 알켄일, C₂-C₂₀ 알킨일, C₃-C₂₀ 알릴, C₄-C₂₀ 알킬다이엔일, C₄-C₂₀ 폴리엔일, C₆-C₂₀ 사이클로알킬, C₄-C₁₅ 사이클로알켄일, C₆-C₃₀ 아릴, C₆-C₃₀ 알킬아릴, C₆-C₃₀ 아릴알킬, C₆-C₃₀ 알킬아릴옥시, C₆-C₃₀ 아릴-알킬옥시, C₂-C₃₀ 헤테로아릴, C₂-C₃₀ 헤테로아릴옥시이다.

C₁-C₁₂ 알킬, C₂-C₁₂ 알켄일, C₂-C₁₂ 알킨일, C₆-C₂₅ 아릴 및 C₂-C₂₅ 헤테로아릴이 특히 바람직하다.

다른 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 치환되지 않거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다치환된 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬이고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 직접 연결되지 않도록, -C(R^x)=C(R^x)-, -C≡C-, -N(R^x)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있다.

R^x는 바람직하게는 H, F, Cl, CN, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비인접 C 원자는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 탄소수 6 내지 30의 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 탄소수 2 내지 30의 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.

바람직한 알킬 기는, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.

바람직한 알켄일 기는, 예컨대 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.

바람직한 알킨일 기는, 예컨대 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.

바람직한 알콕시 기는, 예컨대 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.

바람직한 아미노 기는, 예컨대 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.

아릴 및 헤테로아릴 기는 단일환 또는 다환일 수 있는데, 즉 1개의 고리(예컨대, 페닐) 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있고, 이는 또한 융합되거나(예컨대, 나프틸) 공유 결합될 수 있거나(예컨대, 바이페닐), 융합되고 연결된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 이러한 헤테로아릴 기는, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택되는 헤테로 원자를 하나 이상 포함한다.

6 또는 25개의 탄소 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 아릴 기, 및 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 헤테로아릴 기가 특히 바람직하고, 이들은 임의적으로 융합된 고리를 함유하고, 임의적으로 치환된다. 또한, 5, 6 또는 7원 아릴 및 헤테로아릴 기가 바람직하되, 하나 이상의 CH 기는, O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, N, S 또는 O로 치환될 수도 있다.

바람직한 아릴 기는, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 9,10-다이하이드로-페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스파이로바이플루오렌 등이다.

바람직한 헤테로아릴 기는, 예컨대 5원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 6원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 또는 융합 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 푸린, 나프이미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤족사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, p-터리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜 또는 이들의 조합이다.

또한, 전술 및 후술되는 아릴 및 헤테로아릴 기는 알킬, 알콕시, 티오알킬, 플루오린, 플루오로알킬 또는 추가로 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.

상기 (비-방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 포화 고리(즉 단일 결합만을 함유하는 고리), 또한 부분적으로 불포화된 고리(즉 다중 결합을 함유할 수 있는 고리)를 둘 다 포함한다. 이러한 헤테로환형 고리는, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택되는 헤테로 원자를 하나 이상 포함한다.

상기 (비-방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 단일환, 즉 오직 1개의 고리(예컨대, 사이클로헥산), 또는 다환, 즉 복수개의 고리(예컨대, 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)를 함유할 수 있다. 포화 기가 특히 바람직하다. 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 기가 또한 바람직하며, 이들은 임의로 융합된 고리를 함유하고, 임의로 치환된다. 또한, 5, 6, 7 또는 8원 탄소환형 기가 바람직하되, 하나 이상의 탄소 원자는 Si로 치환될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기는 N로 치환될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 치환될 수 있다.

바람직한 지환족 및 헤테로환형 기는, 예컨대 5원 기, 예를 들면 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기, 예를 들면 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘; 또는 7원 기, 예를 들면 사이클로헵탄, 및 융합된 기, 예를 들면 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스파이로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.

바람직한 치환기는, 예컨대 가용성-촉진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자-회수 기, 예컨대 불소, 나이트로 또는 나이트릴, 또는 중합체에서 유리 전이 온도(Tg)를 높이기 위한 치환기, 특히 벌키(bulky) 기, 예컨대 t-부틸 또는 임의로 치환되는 아릴 기이다.

바람직한 치환기(하기에 "L"로도 지칭됨)는, 예를 들어, 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, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(이때, 하나 이상의 H 원자는 임의적으로 F 또는 Cl로 대체될 수 있음), 1 내지 20개의 Si 원자를 갖는 임의적으로 치환된 실릴, 또는 탄소수 6 내지 25, 바람직하게는 탄소수 6 내지 15의 임의적으로 치환된 아릴이고, 이때

R^x는 H, F, Cl, CN, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬을 나타내되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, 임의적으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체되고,

Y¹은 할로겐을 나타낸다.

"치환된 실릴 또는 아릴"은, 바람직하게는 할로겐, -CN, R⁰, -OR⁰, -CO-R⁰, -CO-O-R⁰, -O-CO-R⁰ 또는 -O-CO-O-R⁰로 치환됨을 의미하며, 이때 R⁰는 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬을 나타낸다.

특히 바람직한 치환기(L)는, 예를 들어, F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅ 또는 페닐이다.

은 바람직하게는

또는

이고,

이때 L은 상기 제시된 의미 중 하나를 가진다.

상기 중합가능한 기(P)는 중합 반응, 예컨대 유리-라디칼 또는 이온 중합, 다중 첨가 또는 중축합에 적합하거나, 또는 중합체-유사 반응, 예컨대 주요 중합체 쇄 상의 부가 또는 축합 반응에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히 -C=C- 이중 결합 또는 -C≡C- 삼중 결합을 함유한 기, 및 개환 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드 기가 특히 바람직하다.

바람직한 기 P는 CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₃-CH=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-OCO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-OCO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃를 나타내고, W² 및 W³는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및 W⁶는, 각각 서로 독립적으로, Cl, 또는 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은, 각각 서로 독립적으로, H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, Phe은, 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 라디칼 L(이는, P-Sp-가 아님)로 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, k3는 바람직하게는 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

매우 바람직한 기 P는, CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-O-, CH₂=CW²-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, (CH₂=CH)₂CH-OCO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-OCO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃를 나타내고, W² 및 W³는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및 W⁶는, 각각 서로 독립적으로, Cl, 또는 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은, 각각 서로 독립적으로, H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, Phe은 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, k3는 바람직하게는 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

매우 특히 바람직한 기 P는, CH₂=CW¹-CO-O-, 특히 CH₂=CH-CO-O-, CH₂=C(CH₃)-CO-O- 및 CH₂=CF-CO-O-, 또한 CH₂=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH)₂CH-O-,

및

로 이루어진 군으로부터 선택된다.

다른 바람직한 중합가능한 기 P는, 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드로 이루어진 군, 가장 바람직하게는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트로부터 선택된다.

Sp가 단일 결합이 아닌 경우, 이는 바람직하게는, 각각의 라디칼 P-Sp-가 구조식 P-Sp"-X"-에 합치되도록, Sp"-X"의 구조를 갖고, 이때

Sp"은, 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다치환된 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의 알킬렌을 나타내되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -NH-, -N(R⁰)-, -Si(R⁰R⁰⁰)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R⁰⁰)-CO-O-, -O-CO-N(R⁰)-, -N(R⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수도 있고,

X"은 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R⁰)-, -N(R⁰)-CO-, -N(R⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY²=CY³-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,

R⁰ 및 R⁰⁰는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬을 나타내고,

Y² 및 Y³는, 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.

X"은 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -NR⁰-CO-NR⁰⁰- 또는 단일 결합이다.

전형적인 스페이서 기 Sp 및 -Sp"-X"-은, 예를 들어, -(CH₂)_p1-, -(CH₂CH₂O)_q1-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂- 또는 -(SiR⁰R⁰⁰-O)_p1-이고, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이고, R⁰ 및 R⁰⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

특히 바람직한 기 Sp 및 -Sp"-X"-은 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-O-CO-, -(CH₂)_p1-CO-O- 또는 -(CH₂)_p1-O-CO-O-이고, 이때 p1 및 q1은 상기 제시된 의미를 가진다.

특히 바람직한 기 Sp"은, 각각의 경우 직쇄, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노-에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.

화학식 I의 화합물에서, Ar은, 일환형 또는 다환형, 바람직하게는 다환형이고 4 내지 30개의 고리 원자를 갖고, 치환되지 않거나 하나 이상의 치환기로 치환된, 방향족 또는 헤테로방향족 기이되, 상기 치환기는 바람직하게는 L로부터 선택되되,

L은 P-, P-Sp-, F, Cl, -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, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬을 나타내되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, 서로 독립적으로, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 각각 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,

R^x는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬을 나타내되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 임의적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체되고,

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

Y¹은 할로겐이다.

바람직한 일환형 기 Ar은 벤젠이다.

바람직한 다환형 기 Ar은 하기 화학식의 기로부터 선택된다(각각의 구조는 임의적으로 상기에 정의된 하나 이상의 기 L로 치환된다):

상기 식에서,

X는 O, S, CH₂, CHR^a 또는 CHR^aR^b이고,

R^a 및 R^b는 서로 독립적으로 상기 및 하기에 제시되는 R^x의 의미 중 하나를 갖는다.

화학식 I에서 G는 바람직하게는 -CO-를 나타낸다.

화학식 I에서 지수 x는 바람직하게는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6, 매우 바람직하게는 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다. 화학식 I에서 지수 y는 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6, 매우 바람직하게는 1, 2 또는 3을 나타낸다. 화학식 I에서 x+y의 합은 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6, 매우 바람직하게는 2, 3, 4, 5 또는 6, 가장 바람직하게는 2, 3 또는 4를 나타낸다.

바람직한 화학식 I의 화합물은 하나 이상의 기 -G-NR^yR^z를 함유하되, R^y 및 R^z는 P-Sp-를 나타내고, Sp 및 P는 상기에 정의된 바와 같고, Sp는 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 나타내는 알킬렌을 나타내고/내거나 P는 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다.

매우 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 기 -G-NR^yR^z를 함유하되, P는 상기에 정의된 바와 같고, 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기이다:

추가로 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 기 -G-NR^yR^z를 함유한다:

상기 식에서,

m은 3 내지 5의 정수이고,

P는 상기에 정의된 바와 같고, 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기이다.

매우 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 기 -G-NR^yR^z를 함유하되, P는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기이다:

바람직한 화학식 I의 화합물 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

P, Sp, G, R^y, R^z 및 L은 화학식 I에서 제시된 의미를 갖고,

r은 0, 1, 2, 3 또는 4이다.

또한, 본 발명은 하기 화학식 II의 화합물에 관한 것이다:

상기 식에서,

Ar은 일환형 또는 다환형이고 추가적 치환기를 함유할 수 있는, 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족을 나타내고,

M은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -G-NR^yR^z를 나타내고,

G는 -CO- 또는 -SO₂-를 나타내고,

R^y 및 R^z 중 하나는 Pg-Sp-를 나타내고, 나머지 하나는 R^x 또는 Pg-Sp-를 나타내거나, R^y 및 R^z는 N 원자와 함께, 하나 이상의 기 Pg-Sp-로 치환된, 4 내지 6개의 고리 원자를 갖는 N-헤테로환형 기를 형성하고,

R^x는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬이되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 임의적으로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, Pg- 또는 Pg-Sp-로 대체되고,

Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,

Pg는 OH, 보호된 OH 기 또는 차폐된 OH 기를 나타내고,

x는 0 또는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4 또는 5이고,

y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이되,

x+y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 2, 3, 4, 5 또는 6이다.

화학식 II의 화합물은 화학식 I 및 이의 하위-화학식의 화합물의 제조를 위한 중간체로서 적합하다.

또한, 본 발명은 화학식 I 및 이의 하위-화학식의 화합물의 제조를 위한 중간체로서 화학식 II의 화합물의 용도에 관한 것이다.

적합한 보호된 OH 기는 당업자에게 공지되어 있다. OH 기에 대한 바람직한 보호기는 알킬, 알콕시알킬, 아실, 알킬실릴, 아릴실릴 및 아릴메틸 기, 특히 2-테트라하이드로피란일, 메톡시메틸, 메톡시에톡시메틸, 아세틸, 트라이이소프로필실릴, tert-부틸-다이메틸실릴 또는 벤질이다.

용어 "차폐된 OH 기"는 OH 기로 화학적으로 전환될 수 있는 임의의 작용기를 의미하는 것으로 이해된다. 적합한 차폐된 OH 기는 당업자에게 공지되어 있다.

바람직한 화학식 II의 화합물은 Ar, G, G-NR^yR^z, x 및 y 중 하나 이상이 상기 화학식 I에 대하여 제시된 바람직한 의미 중 하나를 갖되, P는 Pg를 나타내는 것을 의미한다.

추가로 바람직한 화학식 II의 화합물은 상기 하위-화학식 I1 내지 I42으로부터 선택되되, P는 Pg를 나타낸다.

화학식 I 및 II 및 이들의 하위-화학식의 화합물 및 중간체는 당업자에게 공지된 방법과 유사하게 제조될 수 있고, 유기 화학의 표준 작업, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기재되어 있다.

예를 들어, 화학식 I의 화합물은, 중합가능한 기 P를 함유하는 대응 산, 산 유도체 또는 할로겐화된 화합물을 사용하는 화학식 II의 중간체(이때, Pg는 OH를 나타냄)의 에스터화 또는 에터화에 의해 합성될 수 있다.

예를 들어, 아크릴산 또는 메타크릴산 에스터는, 예를 들어 염기(예컨대, 피리딘 또는 트라이에틸 아민, 및 4-(N,N-다이메틸아미노)피리딘(DMAP))의 존재하에, 산 유도체(예컨대, (메트)아크릴로일 클로라이드 또는 (메트)아크릴산 무수물)를 사용한 대응 알코올의 에스터화에 의해 제조될 수 있다. 다르게는, 상기 에스터는, 탈수화제의 존재하에, (메트)아크릴산을 사용한 상기 알코올의 에스터화에 의해, 예를 들어 다이사이클로헥실카보다이이미드(DCC), N-(3-다이메틸아미노프로필)-N'-에틸카보다이이미드(EDC) 또는 N-(3-다이메틸아미노프로필)-N'-에틸카보다이이미드 하이드로클로라이드 및 DMAP을 사용하는 스테글리히(Steglich)에 따라, 제조될 수 있다.

다른 적합한 방법은 실시예에 제시된다.

PSA 디스플레이를 제조하는 경우, 임의적으로 전극에 전압을 인가하면서, 상기 LC 매질에 포함된 중합가능한 화합물을, 상기 LC 디스플레이의 기판들 사이의 LC 매질 중의 동일-반응계 내 중합에 의해 중합하거나 가교결합시킨다(하나의 화합물이 2개 이상의 중합가능한 기를 함유하는 경우).

본 발명에 따른 PSA 디스플레이의 구조는, 처음에 인용된 선행 기술에서 기술된 바와 같은 PSA 디스플레이의 통상적인 기하구조에 대응한다. 돌출부가 없는 기하구조(특히, 칼라 필터 쪽의 전극은 구조화되지 않고, TFT 쪽의 전극만 슬롯을 갖는 기하구조)가 바람직하다. PS-VA 디스플레이에 특히 적합하고 바람직한 전극 구조는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2006/0066793 A1호에 기술되어 있다.

본 발명의 바람직한 PSA 유형의 LC 디스플레이는,

- 픽셀 영역을 한정하는 픽셀 전극, 및 임의적으로 상기 픽셀 전극 상에 배치된 제1 배향 층을 포함하는 제1 기판(이때, 상기 픽셀 전극은 각각의 픽셀 영역에 배치된 스위칭 소자에 연결되고, 임의적으로 마이크로슬릿 패턴을 포함함),

- 통상적인 전극 층(이는, 제1 기판과 대면하는 제2 기판의 전체 부분 상에 배치될 수 있음) 및 임의적으로 제2 배향 층을 포함하는 제2 기판,

- 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 중합가능한 성분 A 및 액정 성분 B를 포함하는 LC 층(이때, 상기 중합가능한 성분 A는 또한 중합될 수 있음)

을 포함한다.

상기 제1 및/또는 제2 배향 층은 LC 층의 LC 분자의 배향 방향을 제어한다. 예를 들어, PS-VA 디스플레이에서, 상기 배향 층은, LC 분자에 호메오트로픽(또는 수직) 배향(즉, 상기 표면에 대해 수직) 또는 경사 배향을 부여하도록 선택된다. 상기 배향 층은, 예를 들어 러빙될 수 있거나 광배향 방법으로 제조될 수 있는 폴리이미드를 포함할 수 있다.

LC 매질을 갖는 LC 층은, 디스플레이 제조자가 통상적으로 사용하는 방법, 예컨대 소위 액정 적하(ODF) 방법에 의해 디스플레이의 기판들 사이에 침착될 수 있다. 이어서, 상기 LC 매질의 중합가능한 성분은, 예를 들어 UV 광중합에 의해 중합된다. 상기 중합은 하나의 단계로 또는 2개 이상의 단계로 수행될 수 있다.

PSA 디스플레이는 추가의 요소, 예컨대 칼라 필터, 블랙 매트릭스, 부동태화 층, 광학 지연 층, 개별적인 픽셀을 어드레싱하기 위한 트랜지스터 소자 등을 포함할 수 있으며, 이들은 모두 당업자에게 주지되어 있으며, 독창적 기술 없이도 사용될 수 있다.

상기 전극 구조는 개별적인 디스플레이 유형에 따라 당업자가 설계할 수 있다. 예를 들어, PS-VA 디스플레이의 경우, LC 분자의 다중-도메인 배향은, 2, 3, 4개 또는 그 이상의 경사 배향 방향을 생성하도록 슬릿 및/또는 범프(bump) 또는 돌출부(protrusion)를 갖는 전극을 제공함으로써 유도될 수 있다.

중합시, 상기 중합가능한 화합물은 가교결합된 중합체를 형성하며, 이는, LC 매질에서 LC 분자의 특정 선경사를 유발한다. 특정 이론에 구속되고자 하지 않으면서, 상기 중합가능한 화합물에 의해 형성되는 가교결합된 중합체의 적어도 일부가, LC 매질로부터 상분리되거나 침전되어, 기판 또는 전극 또는 이들의 상부에 제공되는 배향 층 상에 중합체 층을 형성할 것으로 생각된다. 현미경 측정 데이터(예컨대, SEM 및 AFM)는, 형성된 중합체의 적어도 일부가 LC/기판 계면에 축적됨을 확증하였다.

상기 중합은 하나의 단계로 수행될 수 있다. 또한, 선경사각을 생성하기 위해, 제1 단계에서 임의적으로 전압을 인가하면서 상기 중합을 수행하고, 후속적으로 제2 중합 단계에서는, 인가된 전압 없이, 상기 제1 단계에서 반응하지 않은 화합물을 중합시키거나 가교결합시키는 것("최종 경화")도 가능하다.

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 LC 매질에 첨가한다. 개시제의 적합한 중합 조건, 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어, 시판 광개시제 이르가큐어(Irgacure) 651(등록상표), 이르가큐어 184(등록상표), 이르가큐어 907(등록상표), 이르가큐어 369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure) 1173(등록상표)(시바 아게(Ciba AG))이다. 중합 개시제가 사용되는 경우, 이의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.

본 발명에 따른 중합가능한 화합물은 개시제가 없는 중합에도 적합하며, 이는, 더 낮은 재료 비용, 및 특히 개시제의 가능한 잔량에 의한 더 적은 오염 또는 이의 생성물의 더 적은 분해와 같은 상당한 이점을 수반한다. 따라서, 상기 중합은 개시제의 첨가 없이도 수행될 수 있다. 이에 따라, 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 중합 개시제를 함유하지 않는다.

또한, 상기 LC 매질은 예를 들어 저장 또는 이송 동안, RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다. 특히 적합한 것은, 예를 들어 이르가녹스(Irganox, 등록상표) 시리즈(시바 아게)로부터의 시판 안정화제, 예컨대 이르가녹스(등록상표) 1076이다. 안정화제가 사용되는 경우, 이의 비율은, RM 또는 중합가능한 성분(성분 A)을 기준으로, 바람직하게는 10 내지 500,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 50,000 ppm이다.

중합가능한 화학식 I의 화합물은 특히, 하기 특징 중 하나 이상을 포함하는 PSA 디스플레이에서 우수한 UV 흡수를 나타내며, 따라서 이러한 PSA 디스플레이에 특히 적합하다:

- 중합가능한 매질이 디스플레이 내에서 2-단계 공정(경사각을 생성하기 위한 제1 UV 노출 단계("UV-1 단계"), 및 중합을 마무리하기 위한 제2 UV 노출 단계("UV-2 단계") 포함)으로 UV 광에 노출됨,

- 상기 중합가능한 매질이 디스플레이 내에서, 에너지-절약형 UV 램프("그린 UV 램프"로도 공지됨)에 의해 생성된 UV 광에 노출됨.

상기 램프는, 이의 300 내지 380 nm의 흡수 스펙트럼에서의 비교적 낮은 강도(통상적인 UV1 램프의 1/100 내지 1/10)를 특징으로 하며, 바람직하게는 UV2 단계에 사용되지만, 공정에서 높은 강도를 피하는 것이 필요한 경우, 임의적으로 UV1 단계에도 사용된다.

- PS-VA 공정에서 짧은 UV 광 노출을 피하기 위해, 상기 중합가능한 매질이 디스플레이 내에서, 더 긴(바람직하게는 340 nm 이상의) 파장으로 이동하는 복사선 스펙트럼을 갖는 UV 램프에 의해 생성된 UV 광에 노출됨.

더 낮은 강도 및 더 긴 파장으로의 UV 이동을 둘 다 이용하면, UV 광에 의해 유발될 수 있는 손상으로부터 유기 층이 보호된다.

본 발명의 바람직한 실시양태는, 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 PSA 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하나 이상의 하기 특징을 포함한다:

- 상기 중합가능한 LC 매질은 2-단계 공정(경사각을 생성하기 위한 제1 UV 노출 단계("UV-1 단계"), 및 중합을 마무리하기 위한 제2 UV 노출 단계("UV-2 단계") 포함)으로 UV 광에 노출됨

- 상기 중합가능한 LC 매질은, 0.5 내지 10 mW/cm²의 강도를 갖는 UV 램프에 의해 생성된, 300 내지 380 nm의 파장 범위의 UV 광(이는 바람직하게는 UV2 단계, 및 임의적으로 UV1 단계에도 사용됨)에 노출됨,

- 상기 중합가능한 LC 매질은, 340 nm 이상, 바람직하게는 400 nm 이하의 파장을 갖는 UV 광에 노출됨.

상기 바람직한 방법은, 예를 들어 바람직한 UV 램프를 사용하여, 또는 대역 통과 필터 및/또는 컷-오프 필터(이들은, 각각의 목적하는 파장을 갖는 UV 광에 대해 실질적으로 투과성이며, 각각의 바람직하지 않은 파장을 갖는 광을 실질적으로 차단함)를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 300 내지 400 nm의 파장(λ)의 UV 광을 사용하여 조사하는 것이 바람직한 경우, UV 노출은, 300 nm < λ < 400 nm인 파장에 실질적으로 투과성인 광대역 통과 필터를 사용하여 수행될 수 있다. 340 nm 초과의 파장(λ)의 UV 광을 사용한 조사가 바람직한 경우, UV 노출은, 340 nm 초과의 파장(λ)에 실질적으로 투과성인 컷-오프 필터를 사용하여 수행될 수 있다.

"실질적으로 투과성"이란, 목적하는 파장의 입사 광의 강도의 상당 부분, 바람직하게는 50% 이상을 필터가 투과함을 의미한다. "실질적으로 차단성"이란, 바람직하지 않은 파장의 입사 광의 상당 부분, 바람직하게는 50% 이상을 필터가 투과하지 않음을 의미한다. 예를 들어, "목적하는(바람직하지 않은) 파장"이란, 대역 통과 필터의 경우에는 제시된 범위의 λ 안쪽(바깥쪽)의 파장을 의미하고, 컷-오프 필터의 경우에는 제시된 λ 값 위쪽(아래쪽)의 파장을 의미한다.

상기 바람직한 방법은, 더 긴 UV 파장을 사용하여 디스플레이를 제조하는 것을 가능하게 하며, 이에 따라, 짧은 UV 광 성분의 위험하고 해로운 영향을 감소시키거나 심지어 피하게 한다.

UV 복사선 에너지는 일반적으로 제조 공정 조건에 따라 6 내지 100 J이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 LC 매질은 본질적으로, 하나 이상의 중합가능한 화학식 I의 화합물, 및 상기 및 하기 기술되는 바와 같은 LC 호스트 혼합물로 이루어진다. 그러나, 상기 LC 매질 또는 LC 호스트 혼합물은 추가로, 예컨대 비제한적으로, 바람직하게는 공-단량체, 키랄 도판트, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성제, 습윤제, 윤활제, 분산제, 소수성화제, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈기제, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료, 안료 및 나노입자로부터 선택되는 다른 성분 또는 첨가제를 하나 이상 포함할 수 있다.

1, 2 또는 3개의 중합가능한 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 매질이 특히 바람직하다.

또한, 상기 중합가능한 성분 (A)가 중합가능한 화학식 I의 화합물을 독점적으로 포함하는 LC 매질이 바람직하다.

또한, LC 성분 (B) 또는 LC 호스트 혼합물이 네마틱 LC 상을 갖고, 바람직하게는 키랄 액정 상을 가지 않는, LC 매질이 바람직하다.

또한, 비키랄 화학식 I의 화합물; 및 비키랄 화합물로 이루어진 군으로부터 성분 (A) 및/또는 (B)의 화합물이 독점적으로 선택되는 LC 매질이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 LC 매질에서 중합가능한 성분 (A)의 비율이 0% 초과 내지 5% 미만, 매우 바람직하게는 0% 초과 내지 1% 미만, 가장 바람직하게는 0.01 내지 0.5%이다.

바람직하게는, 상기 LC 매질에서 화학식 I의 화합물의 비율이 0% 초과 내지 5% 미만, 매우 바람직하게는 0% 초과 내지 1% 미만, 가장 바람직하게는 0.01 내지 0.5%이다.

바람직하게는, 상기 LC 매질에서 LC 성분 (B)의 비율이 95% 내지 100% 미만, 매우 바람직하게는 99% 내지 100% 미만이다.

바람직한 실시양태에서, 상기 중합가능한 성분(성분 A)의 중합가능한 화합물은 화학식 I로부터 독점적으로 선택된다.

또 다른 바람직한 실시양태에서, 상기 중합가능한 성분 (A)는, 화학식 I의 화합물에 더하여, 바람직하게는 RM으로부터 선택되는 다른 중합가능한 화합물("공-단량체")을 하나 이상 포함한다.

적합하고 바람직한 메소젠성 공단량체는 하기 화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

P¹, P² 및 P³는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타내고,

Sp¹, Sp² 및 Sp³는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, 또는 상기 및 하기에서 Sp¹에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖는 스페이서 기, 특히 바람직하게는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-CO-O-, -(CH₂)_p1-O-CO- 또는 -(CH₂)_p1-O-CO-O-를 나타내되, p1은 1 내지 12의 정수이고, 이때 또한, 라디칼 P¹-Sp¹-, P¹-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 R^aa를 나타내되, 라디칼 P¹-Sp¹-, P²-Sp² 및 P³-Sp³- 중 하나 이상은 R^aa가 아니고,

R^aa는 H, F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 임의적으로 일불화 또는 다중불화된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일-옥시 또는 알콕시카본일옥시(이때, 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 상기 분지쇄 라디칼는 3개 이상의 탄소 원자를 가짐)를 나타내고,

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 서로 독립적으로 및 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,

R^y 및 R^z는, 각각 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃를 나타내고,

X¹, X² 및 X³는, 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-을 나타내되, n은 2, 3 또는 4이고,

L은, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 12의 임의적으로 일불화 또는 다중불화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 바람직하게는 F를 나타내고,

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

r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,

t는 0, 1 또는 2를 나타내고,

x는 0 또는 1을 나타낸다.

화학식 M2, M13, M17, M23 및 M29의 화합물이 특히 바람직하다.

또한, 삼반응성 화합물 M15 내지 M30, 특히 M17, M18, M19, M23, M24, M25, M29 및 M30이 바람직하다.

화학식 M1 내지 M30의 화합물에서, 기

는 바람직하게는

이되,

L은, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 상기 또는 하기 제시되는 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, C(CH₃)₃, CH(CH₃)₂, CH₂CH(CH₃)C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅ 또는 P-Sp-, 매우 바람직하게는 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃, OCF₃ 또는 P-Sp-, 더욱 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃, COCH₃ 또는 OCF₃, 특히 F 또는 CH₃이다.

전술된 중합가능한 화합물에 더하여, 본 발명에 따른 LC 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질은, 중합가능하지 않은 저분자량 화합물로부터 선택되는 LC 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 2종 이상 포함하는 LC 성분 (B), 또는 LC "호스트 혼합물"을 포함한다. 상기 LC 화합물은, 상기 중합가능한 화합물의 중합에 적용되는 조건하에 중합 반응에 대해 안정하고/하거나 비반응성이도록 선택된다.

원칙적으로, 통상적인 디스플레이에 사용하기에 적합한 임의의 LC 혼합물은 호스트 혼합물로서 적합하다. 적합한 LC 혼합물은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있으며, 예를 들어 VA 디스플레이에서의 혼합물은 유럽 특허 제1 378 557 A1호에 기술되어 있고, OCB 디스플레이를 위한 혼합물은 유럽 특허 제1 306 418 A1호 및 독일 특허 제102 24 046 A1호에 기술되어 있다.

중합가능한 화합물에 더하여, 본 발명에 따른 LC 매질은 알켄일 기를 함유하는("알켄일 화합물") 하나 이상의 메소젠성 또는 액정 화합물을 포함하되, 상기 알켄일는 바람직하게는 중합가능한 화학식 I의 화합물의 중합 또는 LC 매질에 함유된 다른 중합가능한 화합물의 중합에 사용된 조건하에 중합 반응에 대하여 안정하다.

중합가능한 화학식 I의 화합물은, 알켄일 기를 포함하는 메소젠성 또는 LC 화합물(이후로 "알켄일 화합물"로도 지칭됨)을 하나 이상 포함하는 LC 호스트 혼합물에 사용하기에 특히 적합하며, 이때 상기 알켄일 기는, 상기 LC 매질에 함유된 화학식 I의 화합물 및 다른 중합가능한 화합물의 중합에 사용되는 조건하에 중합 반응에 대해 안정하다. 선행 기술로부터 공지된 RM에 비해, 화학식 I의 화합물은 상기 LC 호스트 혼합물 중에서 개선된 특성, 예컨대 가용성, 반응성 또는 경사각을 생성하는 능력을 나타낸다.

LC 호스트 혼합물은 바람직하게는 네마틱 LC 혼합물이다.

상기 알켄일 화합물 중의 알켄일 기는 바람직하게는 탄소수 2 내지 25, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알켄일로부터 선택되되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O-로 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자는 F 및/또는 Cl로 대체될 수도 있다.

바람직한 알켄일 기는 탄소수 2 내지 7의 직쇄 알켄일, 및 사이클로헥센일, 특히 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 헥센일, 헵텐일, 1,4-사이클로헥센-1-일 및 1,4-사이클로헥센-3-일이다.

상기 알켄일 기를 함유하는 화합물의 상기 LC 호스트 혼합물(즉, 임의의 중합가능한 화합물이 없음) 중의 농도는 바람직하게는 5 내지 100%, 매우 바람직하게는 20 내지 60%이다.

알켄일 기를 갖는 화합물을 1 내지 5종, 바람직하게는 1, 2 또는 3종 함유하는 LC 혼합물이 특히 바람직하다.

상기 알켄일 기를 함유하는 메소젠성 및 LC 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖는다:

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

R^A1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일이거나, 고리 X, Y 및 Z 중 하나 이상이 사이클로헥센일을 나타내는 경우, R^A2의 의미 중 하나를 나타내고,

R^A2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수도 있고,

Z^x는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,

L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂H, 바람직하게는 H, F 또는 Cl이고,

x는 1 또는 2이고,

z는 0 또는 1이다.

R^A2는 바람직하게는 1 내지 8개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일이다.

LC 매질 바람직하게는 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH₂)를 함유하는 화합물을 포함하지 않고, 특히 화학식 AN 또는 AY의 화합물을 함유하지 않되, R^A1 또는 R^A2는 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH₂)를 나타내거나 이를 함유한다.

바람직하게는, L¹ 및 L²가 F를 나타내거나, L¹ 및 L² 중 하나가 F를 나타내고 나머지 하나가 Cl을 나타내고, L³ 및 L⁴가 F를 나타내거나, L³ 및 L⁴ 중 하나가 F를 나타내고 나머지 하나가 Cl을 나타낸다.

화학식 AN의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

화학식 AY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

매우 바람직한 화학식 AN의 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,

i는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,

R^b1은 H, CH₃ 또는 C₂H₅를 나타낸다.

매우 특히 바람직한 화학식 AN의 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

화학식 AN1a2 및 AN1a5의 화합물이 가장 바람직하다.

매우 특히 바람직한 화학식 AY의 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,

알켄일은 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

바람직한 제1 실시양태에 있어서, 상기 LC 매질은 LC 성분 (B); 또는 음의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 LC 호스트 혼합물을 포함한다. 상기 LC 매질은 PS-VA 및 PS-UB-FFS 디스플레이에 사용하기에 특히 적합하다. 상기 LC 매질의 특히 바람직한 실시양태는 하기 a) 내지 z)의 실시양태이다:

a) 하나 이상의 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물을 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고,

b는 0 또는 1을 나타내고,

는

를 나타내고,

R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬(이때 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

Z^x 및 Z^y는, 각각 서로 독립적으로, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,

L¹ 내지 L⁴는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, 또는 CHF₂를 나타낸다.

바람직하게는, L¹ 및 L²가 둘 다 F를 나타내거나; L¹ 및 L² 중 하나가 F를 나타내고, 나머지 하나가 Cl을 나타내거나; L³ 및 L⁴가 둘 다 F를 나타내거나, L³ 및 L⁴ 중 하나가 F를 나타내고, 나머지 하나가 Cl을 나타낸다.

화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

알켄일은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

알켄일은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

b) 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

R³ 및 R⁴는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수도 있고,

Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타낸다.

화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

알켄일은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

화학식 ZK1의 화합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 화학식 ZK의 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서, 프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.

화학식 ZK1a의 화합물이 가장 바람직하다.

c) 하나 이상의 하기 화학식 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:

R⁵ 및 R⁶는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬(이때, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수도 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

e는 1 또는 2를 나타낸다.

화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

알켄일은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

d) 하나 이상의 하기 화학식 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

는

를 나타내되,

하나 이상의 고리 F는 사이클로헥실렌이 아니고,

f는 1 또는 2이고,

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수도 있고,

Z^x는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,

L¹ 및 L²는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂를 나타낸다.

바람직하게는, 라디칼 L¹ 및 L² 둘 다가 F를 나타내거나, 라디칼 L¹ 및 L² 중 하나가 F를 나타내고 나머지 하나가 Cl을 나타낸다.

화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹은 상기에 지시된 의미를 갖고,

알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,

v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

R¹은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일, 특히 CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁, CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

e) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

알킬은 C_{1 -6}-알킬을 나타내고,

L^x는 H 또는 F를 나타내고,

X는 F, Cl, OCF₃, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂를 나타낸다.

X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.

f) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁵는 R¹에 대하여 상기에 제시된 의미 중 하나를 갖고,

알킬은 C_{1 -6}-알킬을 나타내고,

d는 0 또는 1을 나타내고,

z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

이들 화합물에서 R⁵는 특히 바람직하게는 C_{1 -6}-알킬 또는 알콕시, 또는 C_{2 -6}-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 하나 이상의 상기에 언급된 화학식의 화합물을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.

g) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바이페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

LC 혼합물 중 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.

화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬*는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 포함한다.

h) 하나 이상의 하기 화학식의 터페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁵ 및 R⁶는 각각 서로 독립적으로 상기에 제시된 의미 중 하나를 갖고,

는 각각 서로 독립적으로

를 나타내되,

L⁵는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내고,

L⁶는 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂, 바람직하게는 F를 나타낸다.

화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R은 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,

R*는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,

m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

R*는 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

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

본 발명에 따른 LC 매질 바람직하게는 화학식 T 및 이의 바람직한 하위-화학식의 터페닐을 0.5 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.

화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이다.

터페닐은 바람직하게는 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 경우 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 바람직하게는 T1 내지 T22로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 내지 20 중량%의 하나 이상의 화학식 T의 터페닐 화합물을 포함한다.

i) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 상기에 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타낸다.

바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

k) 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

는

를 나타내고,

R⁹은 H, CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇을 나타내고,

(F)는 임의적 불소 치환기를 나타내고,

q는 1, 2 또는 3을 나타내고,

R⁷은 R¹에 대하여 제시된 의미 중 하나를 갖는다.

특히 바람직한 화학식 FI의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁷은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고,

R⁹은 CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇을 나타낸다.

화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.

l) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁸은 R¹에 대하여 제시된 의미를 갖고,

알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.

m) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 화합물, 예컨대 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹⁰ 및 R¹¹은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬(이때, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수도 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고, R¹⁰ 및 R¹¹은 바람직하게는 직쇄 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타내고,

Z¹ 및 Z²는 각각 서로 독립적으로 -C₂H₄-, -CH=CH-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₃O-, -O(CH₂)₃-, -CH=CH-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH₂- 또는 단일 결합을 나타낸다.

n) 하나 이상의 하기 화학식의 다이플루오로다이벤조크로만 및/또는 크로만을 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹에 대하여 상기에 제시된 의미 중 하나를 갖고,

고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,

Z^m은 -C₂H₄-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고,

c는 0, 1 또는 2이다.

특히 바람직한 화학식 BC, CR 및 RC의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다,

c는 1 또는 2이고,

알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼를 나타낸다.

알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

1, 2 또는 3개의 화학식 BC-2의 화합물의 혼합물이 매우 특히 바람직하다.

o) 하나 이상의 하기 화학식의 불화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹에 대하여 상기에 제시된 의미 중 하나를 갖고,

b는 0 또는 1을 나타내고,

L은 F를 나타내고,

r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.

특히 바람직한 화학식 PH 및 BF의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R 및 R'은 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.

p) 하나 이상의 하기 화학식의 일환형 화합물을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬(이때, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수도 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

L¹ 및 L²는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂를 나타낸다.

바람직하게는, L¹ 및 L²는 둘 다가 F를 나타내거나, L¹ 및 L² 중 하나가 F를 나타내고 나머지 하나가 Cl을 나타낸다.

화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알콕시는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고,

알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,

O는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

특히 바람직한 화학식 Y의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알콕시 바람직하게는 3, 4 또는 5개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시를 나타낸다.

q) 본 발명에 따른 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 이의 하위-화학식의 화합물 및 공단량체를 제외하고, 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH₂)를 함유하는 화합물을 포함하지 않는 LC 매질.

r) 바람직하게는 본 발명에 따른 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 하위-화학식의 중합가능한 화합물로부터 선택되는 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의, 중합가능한 화합물을 포함하는 LC 매질.

s) 전체 혼합물 중 특히 화학식 I 또는 이의 하위-화학식의 중합가능한 화합물의 비율이 0.05 내지 5%, 바람직하게는 0.1 내지 1%인, LC 매질.

t) 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 화합물을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.

u) 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 화합물을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.

v) 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 8개의 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 이들 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.

w) 전체 혼합물 중 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인, LC 매질.

x) LC 호스트 혼합물이, 바람직하게는 화학식 CY, PY 및 LY(이때, R¹ 및 R² 중 하나 또는 둘 다가 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타냄), 화학식 ZK 및 DK(이때, R³ 및 R⁴ 중 하나 또는 둘 다, 또는 R⁵ 및 R⁶ 중 하나 또는 둘 다가 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타냄), 및 화학식 B2 및 B3로 이루어진 군으로부터 선택되고, 매우 바람직하게는 화학식 CY15, CY16, CY24, CY32, PY15, PY16, ZK3, ZK4, DK3, DK6, B2 및 B3로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 화학식 ZK3, ZK4, B2 및 B3로부터 선택되는, 알켄일 기를 함유하는 하나 이상의 화합물을 함유하는, LC 매질. LC 호스트 혼합물 중에서 이들 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%이다.

y) 화학식 PY1 내지 PY8, 매우 바람직하게는 화학식 PY2로부터 선택되는 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개의 화합물을 함유하는 LC 매질. 전체 혼합물 중 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 1 내지 30%, 특히 바람직하게는 2 내지 20%이다. 이들 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 1 내지 20%이다.

z) 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 T2의 화합물을 함유하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 농도는 바람직하게는 1 내지 20%이다.

바람직한 제2 실시양태에서, LC 매질은 양의 유전 이방성을 갖는 화합물을 기재로 한 LC 호스트 혼합물을 함유한다. 이러한 LC 매질은 PS-OCB-, PS-TN-, PS-포지-VA-, PS-IPS- 또는 PS-FFS-디스플레이에서 사용하기 위해 특히 적합하다.

하기 화학식 AA 및 BB이 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및 임의적으로 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물에 더하여, 하나 이상의 하기 화학식 CC의 화합물을 함유하는, 바람직한 제2 실시양태의 LC 매질이 특히 바람직하다:

상기 식에서,

는 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게

를 나타내고,

는 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게

를 나타내고,

R²¹, R³¹, R⁴¹ 및 R⁴²는 각각 서로 독립적으로 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이되, 이들 모두는 임의적으로 불화되고,

X⁰는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시이고,

Z³¹은 -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH₂CH₂-, -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합이고,

Z⁴¹ 및 Z⁴²는 -CH₂CH₂-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH₂O-, -CF₂O-, -C≡C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,

L²¹, L²², L³¹ 및 L³²는 H 또는 F이고,

g는 0, 1, 2 또는 3이고,

h는 0, 1, 2 또는 3이다.

X⁰는 바람직하게는 F, Cl, CF₃, CHF₂, OCF₃, OCHF₂, OCFHCF₃, OCFHCHF₂, OCFHCHF₂, OCF₂CH₃, OCF₂CHF₂, OCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCFHCF₂CF₃, OCFHCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CF₃, OCF₂CF₂CClF₂, OCClFCF₂CF₃ 또는 CH=CF₂, 매우 바람직하게는 F 또는 OCF₃이다.

화학식 AA의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

A²¹, R²¹, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA에서 제시된 의미를 갖고,

L²³ 및 L²⁴는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

화학식 AA1 및AA2의 화합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 화학식 AA1의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²¹, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA1에서 제시된 의미를 갖고,

L²³, L²⁴, L²⁵ 및 L²⁶는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

매우 특히 바람직한 화학식 AA1의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²¹은 화학식 AA1에 정의된 바와 같다.

매우 바람직한 화학식 AA2의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²¹, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA2에 제시된 의미를 갖고,

L²³, L²⁴, L²⁵ 및 L²⁶는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

매우 특히 바람직한 화학식 AA2의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²¹ 및 X⁰는 화학식 AA2에 정의된 바와 같다.

특히 바람직한 화학식 AA3의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²¹, X⁰, L²¹ 및 L²²는 화학식 AA3에 제시된 의미를 갖고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

특히 바람직한 화학식 AA4의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²¹은 화학식 AA4에 정의된 바와 같다.

화학식 BB의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

g, A³¹, A³², R³¹, X⁰, L³¹ 및 L³²는 화학식 BB에 제시된 의미를 갖고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

화학식 BB1 및 BB2의 화합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 화학식 BB1의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹, X⁰, L³¹ 및 L³²는 화학식 BB1에 제시된 의미를 갖고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB1a의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB1에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB1b의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB1에 정의된 바와 같다.

특히 바람직한 화학식 BB2의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹, X⁰, L³¹ 및 L³²는 화학식 BB2에 제시된 의미를 갖고,

L³³, L³⁴, L³⁵ 및 L³⁶는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

X⁰는 바람직하게는 F이다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2b의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2c의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2d 및 BB2e의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2f의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2g의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2h의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹ 및 X⁰는 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2i의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹ 및 X⁰는 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 BB2k의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹ 및 X⁰는 화학식 BB2에 정의된 바와 같다.

화학식 BB1 및/또는 BB2의 화합물에 대안적으로 또는 그에 부가적으로, LC 매질은 상기에 정의된 하나 이상의 화학식 BB3의 화합물도 포함할 수 있다.

특히 바람직한 화학식 BB3의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R³¹은 화학식 BB3에 정의된 바와 같다.

바람직하게는 바람직한 상기 제2 실시양태에 따른 LC 매질은 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물에 더하여, 바람직하게는 상기에 정의된 화학식 CC의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 1.5 내지 +3 범위의 유전 이방성을 갖는 하나 이상의 유전적으로 중성인 화합물을 포함한다.

특히 바람직한 화학식 CC의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁴¹ 및 R⁴²는 화학식 CC에 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일을 나타내고,

L⁴는 H 또는 F이다.

바람직하게는 바람직한 상기 제2 실시양태데 따른 LC 매질은 유전적으로 중성인 화학식 CC의 화합물에 더하여 또는 그에 대안적으로 하기 화학식 DD의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 1.5 내지 +3 범위의 유전 이방성을 갖는 하나 이상의 유전적으로 중성인 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

A⁴¹, A⁴², Z⁴¹, Z⁴², R⁴¹, R⁴² 및 h는 화학식 CC에 제시된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 화학식 DD의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁴¹ 및 R⁴²는 화학식 DD에 제시된 의미를 갖고, R⁴¹은 바람직하게는 알킬을 나타내고, 화학식 DD1에서 R⁴²는 바람직하게는 알켄일, 특히 바람직하게는 -(CH₂)₂-CH=CH-CH₃를 나타내고, 화학식 DD2에서 R⁴²는 바람직하게는 알킬, -(CH₂)₂-CH=CH₂ 또는 -(CH₂)₂-CH=CH-CH₃를 나타낸다.

화학식 AA 및 BB의 화합물은 바람직하게는 전체 혼합물 중 2 내지 60%, 보다 바람직하게는 3 내지 35%, 매우 특히 바람직하게는 4 내지 30%의 농도로 본 발명에 따른 LC 매질에 사용된다.

화학식 CC 및 DD의 화합물은 바람직하게는 전체 혼합물 중 2 내지 70%, 보다 바람직하게는 5 내지 65%, 보다 더 바람직하게는 10 내지 60%, 매우 특히 바람직하게는 10 내지 55%, 바람직하게는 15 내지 55%의 농도로 본 발명에 따른 LC 매질에 사용된다.

전술된 바람직한 실시양태의 화합물과 전술된 중합된 화합물의 조합은, 본 발명에 따른 LC 매질에서, 낮은 역치 전압, 낮은 회전 점도 및 매우 우수한 저온 안정성, 및 동시에, 일정하게 높은 등명점 및 높은 HR 값을 유발하며, PSA 디스플레이에서 특히 낮은 선경사각의 신속한 확립을 허용한다. 특히, 상기 LC 매질은, 선행 기술로부터의 매질에 비해, PSA 디스플레이에서 상당히 짧은 반응 시간, 특히 또한, 회색-색조 반응 시간을 나타낸다.

본 발명의 LC 매질 및 LC 호스트 혼합물은 바람직하게는 80 K 이상, 특히 바람직하게는 100 K 이상의 네마틱 상 범위, 및 20℃에서 250 mPa·s 이하, 바람직하게는 200 mPa·s 이하의 회전 점도를 가진다.

본 발명에 따른 VA-유형 디스플레이에서, 스위칭-오프된 LC 매질 층의 분자는 전극 표면에 수직으로(호메오트로픽) 배향되거나, 경사진 호메오트로픽 배향을 가진다. 전극에 전압을 인가하면, 전극 표면에 평행한 종방향 분자 축에 대해 LC 분자의 재-배향이 일어난다.

특히 PS-VA 및 PS-UB-FFS 유형의 디스플레이에 사용하기 위한, 바람직한 제1 실시양태에 따른 음의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 본 발명에 따른 LC 매질은, 바람직하게는 20℃ 및 1 kHz에서 -0.5 내지 -10, 특히 -2.5 내지 -7.5의 음의 유전 이방성 Δε을 가진다.

PS-VA 및 PS-UB-FFS 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.16 미만, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.14, 매우 특히 바람직하게는 0.07 내지 0.12이다.

본 발명에 따른 OCB-유형 디스플레이에서, 상기 LC 매질 층의 분자는 "벤드" 배향을 가진다. 전압을 인가하면, 전극 표면에 평행한 종방향 분자 축에 대해 LC 분자의 재배향이 일어난다.

PS-OCB, PS-TN, PS-IPS, PS-포지-VA 및 PS-FFS 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는, 바람직한 제2 실시양태에 따라 양의 유전 이방성을 갖는 화합물, 바람직하게는 20℃ 및 1 kHz에서 +4 내지 +17의 양의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 화합물이다.

PS-OCB 유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.14 내지 0.22, 특히 바람직하게는 0.16 내지 0.22이다.

PS-TN-, PS-포지-VA-, PS-IPS- 또는 PS-FFS-유형의 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.07 내지 0.15, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.13이다.

PS-TN-, PS-포지-VA-, PS-IPS- 또는 PS-FFS-유형의 디스플레이에 사용하기 위한, 바람직한 제2 실시양태에 따라 양의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 본 발명에 따른 LC 매질은 0℃ 및 1 kHz에서 +2 내지 +30, 특히 바람직하게는 +3 내지 +20의 양의 유전 이방성 Δε을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 LC 매질은 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있는 다른 첨가제, 예를 들어, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 표면-활성 성분 또는 키랄 도판트를 포함할 수 있다. 이는 중합가능하거나 중합가능하지 않을 수 있다. 따라서, 중합가능한 첨가제는 상기 중합가능한 성분 또는 성분 (A)로 간주된다. 따라서, 중합가능하지 않은 첨가제는 중합가능하지 않은 성분 또는 성분 (B)로 간주된다.

바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 하나 이상의 키랄 도판트를, 바람직하게는 0.01 내지 1%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 0.5%의 농도로 포함한다. 키랄 도판트는 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 매우 바람직하게는 R- 또는 S-1011, R- 또는 S-2011, R- 또는 S-3011, R- 또는 S-4011, 및 R- 또는 S-5011로 이루어진 군으로부터 선택된다.

또 다른 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은, 바람직하게는 전술된 단락에서 언급된 키랄 도판트로부터 선택되는 하나 이상의 키랄 도판트의 라세미체를 포함한다.

또한, 상기 LC 매질에, 전도성을 개선하기 위해, 예를 들어, 0 내지 15 중량%의 다색성 염료, 또한 나노입자, 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸-암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에터의 착물 염(예를 들어, 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973)] 참조), 또는 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 배향을 개질하기 위한 성분을 첨가할 수 있다. 이러한 유형의 성분은, 예를 들어 독일 특허 출원 제22 09 127호, 제22 40 864호, 제23 21 632호, 제23 38 281호, 제24 50 088호, 제26 37 430호, 및 제28 53 728호에 기술되어 있다.

본 발명에 따른 LC 매질의 바람직한 실시양태 a) 내지 z)의 개별적인 성분은 공지되어 있거나, 관련 분야의 당업자가 이의 제조 방법을 선행 기술로부터 용이하게 유도할 수 있으며, 그 이유는, 상기 성분이 문헌에 기술된 표준 방법에 기초하기 때문이다. 화학식 CY의 대응 화합물은, 예를 들어, 유럽 특허 출원 제0 364 538호에 기술되어 있다. 화학식 ZK의 대응 화합물은, 예를 들어, 독일 특허 출원 제26 36 684호 및 제33 21 373호에 기술되어 있다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 LC 매질은 통상적인 방식 자체, 예를 들면 하나 이상의 상기 언급된 화합물을 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 임의로는 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하여 제조한다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 성분의 목적하는 양을 유리하게는 승온에서 주성분 내에 용해시킨다. 또한, 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 클로로폼 또는 메탄올 중의 성분들의 용액을 혼합한 다음, 완전히 혼합된 후에 용매를 예를 들면 증류에 의해 다시 제거할 수도 있다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LC 매질이 또한, 예를 들어 H, N, O, Cl, F가 대응 동위원소(예컨대, 중수소 등)으로 대체된 화합물을 포함할 수 있음은 당업자에게 말할 필요도 없다.

하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않으면서 본 발명을 설명하는 것이다. 그러나, 하기 실시예는, 바람직하게 사용되는 화합물들, 및 그들 각각의 농도 및 서로 간의 그들의 조합을 갖는 바람직한 혼합물 개념을 당업자에게 보여준다. 또한, 하기 실시예는, 이용가능한 특성 및 특성들의 조합을 예시한다.

하기 약어를 사용한다:

(n, m 및 z는 각각의 경우, 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6임)

[표 A]

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 매질은 표 A의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

하기 표 B는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 키랄 도판트를 도시한다.

[표 B]

LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 도판트를 포함한다. 상기 LC 매질은 바람직하게는, 표 B의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 도판트를 하나 이상 포함한다.

하기 표 C는, 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 도시한다. (이때, n은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8을 나타내고, 말단 메틸 기는 도시되지 않는다).

[표 C]

상기 LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다. 상기 LC 매질은 바람직하게는, 표 C의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 안정화제를 하나 이상 포함한다.

하기 표 D는, 본 발명에 따른 LC 매질에 사용될 수 있는 예시적인 화합물, 바람직하게는 반응성 메소젠성 화합물을 도시한다.

[표 D]

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 메소젠성 매질은 표 D의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

또한, 하기 약어 및 기호가 사용된다:

V₀은 20℃에서의 용량성 역치 전압[V]을 나타낸다.

n_e는 20℃ 및 589 nm에서의 이상(extraordinary) 굴절률을 나타낸다.

n₀은 20℃ 및 589 nm에서의 정상(ordinary) 굴절률을 나타낸다.

Δn은 20℃ 및 589 nm에서의 광학 이방성을 나타낸다.

ε_⊥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자(director)에 수직인 유전율(dielectric permittivity)을 나타낸다.

ε_∥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자에 평행인 유전율을 나타낸다.

Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다.

cl.p., T(N,I)는 등명점[℃]을 나타낸다.

γ₁은 20℃에서의 회전 점도[mPa.s]를 나타낸다.

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

K₂는 20℃에서의 탄성 상수, "비틀림(twist)" 변형률[pN]을 나타낸다.

K₃은 20℃에서의 탄성 상수, "벤드" 변형률[pN]을 나타낸다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에서의 모든 농도는 중량%로 표시되며, 즉 용매 없이 전부 고체 또는 액정 성분을 전체로 포함하는 상응하는 혼합물에 관한 것이다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에서의 모든 온도 값, 예를 들면, 융점 T(C,N), 스멕틱(S) 상에서 네마틱(N) 상으로의 전이온도 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨 온도(℃)로 표시된다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 등명점을 나타낸다. 또한, C는 결정질 상태이고, N은 네마틱 상이고, S는 스멕틱 상이고, I는 등방성 상이다. 상기 기호들 사이의 데이터는 전이 온도를 나타낸다.

각각의 경우에 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 모든 물성은 문헌["Merck Liquid 결정, Physical Properties of Liquid 결정", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고, 20℃의 온도를 적용하고, Δn은 589 nm에서 측정되며, Δε은 1 kHz에서 측정된다.

본 발명에 있어서, 용어 "역치 전압"은, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 프레데릭츠(Freedericksz) 역치 값으로도 공지된 있는 용량성 역치 값(V₀)에 관한 것이다. 실시예에서, 일반적인 일이지만, 10% 상대 명암비에 대한 광학 역치 값(V₁₀)이 표시될 수도 있다.

달리 기재되지 않는 한, 전술 및 후술되는 PSA 디스플레이에서 중합가능한 화합물을 중합시키는 방법은 LC 매질이 액정 상, 바람직하게는 네마틱 상인 온도에서 수행되며, 가장 바람직하게는 실온에서 수행된다.

달리 기재되지 않는 한, 시험 셀을 제조하고, 이의 전기광학 및 다른 특성들을 측정하는 방법은 이후 기술되는 방법 또는 이들과 유사한 방법에 의해 수행된다.

용량성 역치 전압을 측정하는 데 사용되는 디스플레이는, 25 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트들로 이루어지며, 이들 각각은 내측에, 전극 층 및 상부의 러빙되지 않은 폴리이미드 정렬 층(이는 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킴)을 갖는다.

경사각을 측정하는 데 사용되는 디스플레이 또는 시험 셀은, 4 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트들로 이루어지며, 이들 각각은 내측에, 전극 층 및 상부의 러빙되지 않은 폴리이미드 정렬 층을 가지며, 이때 2개의 폴리이미드 층들은 서로 평형하지 않게 러빙되어 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킨다.

상기 중합가능한 화합물은, 디스플레이에 전압(일반적으로는 10 내지 30 V 교류, 1 kHz)을 동시에 인가하면서, 예정된 시간 동안, 정의된 강도의 UVA 광을 조사함으로써 디스플레이 또는 시험 셀 내에서 중합된다. 실시예에서는, 달리 기재되지 않는 한, 금속 할로겐 램프 및 100 mW/㎠의 강도가 중합체 사용된다. 강도는 표준 UVA 미터(UVA 센서를 단 첨단 횐레(Hoenle) UV-미터)를 사용하여 측정한다.

경사각은 결정 회전 실험(오트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers) TBA-105)에 의해 측정하였다. 작은 값(즉, 90°로부터 큰 편차)은 큰 경사를 나타낸다.

VHR 값은 하기와 같이 측정된다: 0.3%의 중합가능한 단량체성 화합물을 LC 호스트 혼합물에 가하고, 생성된 혼합물을, 러빙되지 않은 VA-폴리이미드 배향 층을 포함하는 VA-VHR 시험 셀에 도입하였다. 달리 언급되지 않는 한, LC-층 두께(d)는 대략 6 μm이다. 1　V 및 60 Hz, 64 μs 펄스에서, UV 노출 이전 및 이후, 100℃에서 5분 이후에 VHR 값을 측정하였다(측정 장치: 오트로닉-멜쳐스 VHRM-105).

실시예 1

반응성 메소젠 RM1(6)을 하기와 같이 제조하였다:

화합물 2: 다이에탄올아민(4.4 ml, 45.6 mmol), 트라이에틸아민(4.7 ml, 34 mmol) 및 DCM(40 ml)의 혼합물을 3℃로 냉각하고, DCM(10 ml) 중의 화합물 1(5.0 g, 22.8 mmol)의 용액을 10℃의 최대 온도에서 적가하였다. 생성된 현탁액을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 미가공 생성물(무색 오일, 5.9 g)을 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(7:3)를 사용하는 실리카겔을 통해 여과하여 화합물 2(4.3 g, 64%)를 무색의 매우 점성있는 오일로서 수득하였다.

화합물 4: 화합물 2(4.1 g, 14.2 mmol), 화합물 3(6 g, 17.9 mmol), 메타붕산 나트륨 사수화물(2.97 g, 21 mmol), 물(15 ml), THF(50 ml), 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐다이클로라이드(0.5 g, 0.7 mmol) 및 하이드라진 수화물(30 μl, 0.6 mmol)의 혼합물을 18시간 동안 환류 온도에서 질소 대기하에 가열하였다. 혼합물을 물(50 ml)로 희석하고 2 N HCl로 주의하여 산성화시켰다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하여 황색빛 오일을 수득하고, 이를 에틸 아세테이트/THF(2:1)를 용리제로서 사용하는 실리카겔 여과로 정제하여 화합물 4(3.8 g, 61%)를 매우 점성있는 생성물로 수득하였다.

화합물 5: THF(50 ml) 중의 화합물 4(2.5 g, 5.8 mmol)의 용액에 3 내지 10℃에서 테트라부틸암모늄플루오라이드(THF 중 1 M, 7 ml, 7 mmol)를 적가한 후에, 18시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 물(50 ml)에 붓고 2 N HCl로 산성화시키고 3회 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl로 세척하고 Na₂SO₄로 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하여 미가공 생성물 5를 수득하고, 이를 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(1:1)를 사용하는 실리카겔 여과로 정제하고 에틸 아세테이트로부터 재결정화하여 화합물 5(1 g, 57%)를 무색 고체로 수득하였다.

화합물 6: DCM(40 ml) 중의 화합물 5(1.5 g, 5.0 mmol)의 용액에 0℃에서 메타크릴산(1.7 ml, 19.9 mmol), 4-(다이메틸아미노)피리딘(100 mg, 0.82 mmol) 및 1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보다이이미드(3.2 g, 20.4 mmol)를 첨가하였다. 현탁액을 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 생성물을 용리제로서 DCM/에틸 아세테이트(9:1)를 사용하는, 활성탄, 실리카겔 크로마토그래피로 추가로 정제하고 에탄올로부터 재결정화하여 화합물 6(1.2 g, 48%)을 무색 결정(융점: 76℃)으로 수득하였다.

실시예 2

반응성 메소젠 RM2(11)를 하기와 같이 제조하였다:

화합물 8: 다이에탄올아민(5.8 ml, 110 mmol), 트라이에틸아민(11.4 ml, 82 mmol) 및 DCM(80 ml)의 혼합물을 3℃로 냉각하고, DCM(40 ml) 중의 화합물 7(14 g, 54.8 mmol)의 용액을 10℃의 최대 온도에서 적가하였다. 생성된 현탁액을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 미가공 생성물(황색 고체, 18.9 g)을 용리제로서 THF를 사용하는 실리카겔을 통해 여과하고 톨루엔으로부터 임의의 재결정화하여 화합물 8(15.1 g, 85%)을 무색 고체로 수득하였다.

화합물 10: 화합물 8(7.0 g, 21.6 mmol), 화합물 3(9.0 g, 23.9 mmol), 인산 칼륨(24.9 g, 108 mmol), 다이옥산(120 ml), 비스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0)(593 mg, 0.65 mmol) 및 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐(822 mg, 1.9 mmol)의 혼합물을 18시간 동안 100℃에서 질소 대기하에 가열하였다. 혼합물을 물(100 ml)로 희석하고 2 N HCl로 산성화시켰다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하여 황색빛 오일을 수득하고, 이를 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(4:1)를 사용하는 실리카겔 여과로 추가로 정제하여 실릴 에터 9(2.5 g) 및 화합물 10(1.5 g)을 수득하였다.

THF(20 ml) 중의 화합물 9(2.5 g)의 용액에 3 내지 10℃에서 테트라부틸암모늄플루오라이드(THF 중 1 M, 10 ml, 10 mmol)를 적가한 후에, 2시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 물(50 ml)에 붓고, 2 N HCl로 산성화시키고 3회 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl로 세척하고 Na₂SO₄로 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하여 미가공 생성물 10을 수득하고, 이를 이전 단계의 스즈키(Suzuki) 커플링으로부터의 화합물 10(1.5 g)과 합하고, 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(4:1)를 사용하는 실리카겔 크로마토그래피로 정제하고 톨루엔으로부터 재결정화하여 화합물 10(2 g, 유리체 8에 대하여 27%)을 무색 고체로 수득하였다.

화합물 11: DCM(40 ml) 중의 화합물 10(1.9 g, 5.6 mmol)의 용액에 0℃에서 메타크릴산(2.1 ml, 25 mmol), 4-(다이메틸아미노)피리딘(100 mg, 0.82 mmol) 및 1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보다이이미드(4.1 g, 26 mmol)를 첨가하였다. 현탁액을 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 생성물을 용리제로서 DCM/에틸 아세테이트(9:1)를 사용하는 실리카겔 크로마토그래피로 추가로 정제하고 -30℃에서 아세토니트릴로부터 재결정화하여 화합물 11(750 mg, 25%)을 무색 결정(융점: 72℃)으로 수득하였다.

실시예 3

반응성 메소젠 RM3(18)을 하기와 같이 제조하였다:

화합물 14: 화합물 12(30 g, 107 mmol), 화합물 13(48.9 g, 214 mmol), 탄산 나트륨(113.6 g, 1.07 mol), 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐다이클로라이드(2 g, 4.2 mmol), 다이옥산(750 ml), 물(48 ml) 및 트라이에틸아민(0.5 ml)의 혼합물을 3시간 동안 환류 온도에서 가열하였다. 실온으로 냉각한 후에, 증류수(200 ml)를 첨가하고, 반응 혼합물을 냉각하에 진한 HCl 산으로 약 pH 1까지 중화시켰다. 침전물을 여과하고 진공에서 건조하였다. 추가적 정제(잔여 촉매 제거)를 실온에서 톨루엔/n-헵탄(1:1, 300 ml) 중에서 교반에 의해 수행하고, 여과하고 건조하여 화합물 14(55.8 g, 80%) 를 무색 고체로 수득하였다.

화합물 15: 화합물 14(3.7 g, 7.6 mmol) 티온일클로라이드(2.2 ml, 30 mmol) 및 DMF(3.5 μl, 0.042 mmol)의 혼합물을 기체 형성이 중단될 때까지 60℃로 1시간 동안 가열하였다. 용매를 진공에서 제거하고, 톨루엔(50 ml)을 첨가하고 다시 진공에서 제거하였다. 화합물 15(3.8 g, 99%)를 황색빛 고체로 수득하였다.

화합물 16: 화합물 15(3.8 g, 7.5 mmol), 다이에탄올아민(1.09 ml, 11.3 mmol), 트라이에틸아민(1.56 ml, 11.3 mmol) 및 DCM(50 ml)의 혼합물을 18시간 동안 실온에서 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 미가공 생성물을 중간 압력에서 용리제로서 에틸 아세테이트를 사용하는 실리카겔 크로마토그래피로 정제하여 화합물 16(2.6 g, 60%)을 황색빛 오일로 수득하고, 이를 방치하여 결정화하였다.

화합물 17: THF(26 ml) 중의 화합물 16(2.6 g, 4.5 mmol)의 용액을 포화시까지 5% Pd-C(1 g)의 존재하에 정상 압력에서 수소화하였다. 혼합물을 여과하고 건조하여 화합물 17(1.7 g, 95%)을 무색 고체로 수득하고, 이를 추가적 정제없이 후속 단계에 직접 사용하였다.

화합물 18: DCM(40 ml) 중의 화합물 11(1.7 g, 3.4 mmol)의 용액에 0℃에서 메타크릴산(1.65 ml, 19.4 mmol), 4-(다이메틸아미노)피리딘(53 mg, 0.43 mmol) 및 1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보다이이미드(3.41 ml, 19.4 mmol)를 첨가하였다. 현탁액을 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 생성물을 중간 압력에서 용리제로서 n-헵탄/에틸 아세테이트를 사용하는 실리카겔 크로마토그래피로 추가로 정제하고 n-헵탄/MTB 에터(10:1)로부터 재결정화하여 화합물 18(1.3 g, 45%)을 무색 결정(융점: 59℃)으로 수득하였다.

실시예 4 내지 11

하기 화합물을 실시예 1 내지 3에 기재된 방법과 유사하게 제조하였다:

실시예 9

반응성 메소젠 RM9(22)를 하기와 같이 제조하였다:

화합물 19: 피페리딘-4-올(5.5 g, 54.7 mmol), 트라이에틸아민(7 ml, 50 mmol) 및 DCM(70 ml)의 혼합물을 3℃로 냉각하고, DCM(10 ml) 중의 화합물 1(10 g, 45.6 mmol)의 용액을 10℃의 최대 온도에서 적가하였다. 생성된 현탁액을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 미가공 생성물(14.7 g, 황색 고체)을 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(9:1)를 사용하는 실리카겔을 통해 여과하고 3℃에서 톨루엔(100 ml)으로부터 재결정화하여 화합물 19(9 g, 69%)를 무색 결정으로 수득하였다.

화합물 20: 화합물 19(4.5 g, 15.8 mmol), 화합물 3(7.15 g, 19 mmol), 메타붕산 나트륨 사수화물(3.3 g, 24 mmol), 물(30 ml), THF(90 ml), 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐다이클로라이드(0.5 g, 0.7 mmol) 및 하이드라진 수화물(30 μl, 0.6 mmol)의 혼합물을 18시간 동안 환류 온도에서 질소 대기하에 가열하였다. 혼합물을 물(50 ml)로 희석하고 2 N HCl로 주의하여 산성화시켰다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하여 갈색빛 오일을 수득하고, 이를 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(4:1)를 사용하는 실리카겔 여과로 추가로 정제하여 화합물 20(6 g, 81%)을 황색의 매우 점성있는 오일로 수득하였다.

화합물 21: THF(50 ml) 중의 화합물 20(5.9 g, 13 mmol)의 용액에 3 내지 10℃에서 테트라부틸암모늄플루오라이드(THF 중 1 M, 16 ml, 10 mmol) 를 적가한 후에, 18시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 물(50 ml)에 붓고, 2 N HCl로 산성화시키고 3회 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl로 세척하고 Na₂SO₄로 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하여 미가공 생성물 21을 수득하고, 이를 용리제로서 n-헵탄/톨루엔(1:1)을 사용하는 실리카겔 여과로 추가로 정제하고 톨루엔 및 n-헵탄/톨루엔(1:1)으로부터 재결정화하여 화합물 21(2.2 g, 57%)을 무색 고체로 수득하였다.

화합물 22: DCM(50 ml) 중의 화합물 21(2.2 g, 7.4 mmol)의 용액에 0℃에서 메타크릴산(1.9 ml, 22.2 mmol), 4-(다이메틸아미노)피리딘(100 mg, 0.82 mmol) 및 1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보다이이미드(3.6 g, 22.9 mmol)를 첨가하였다. 현탁액을 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 생성물을 용리제로서 먼저 DCM/에틸 아세테이트(9:1)를 사용한 후에 메틸 tert-부틸 에터/n-펜탄(2:1)을 사용하는 활성탄 실리카겔 크로마토그래피로 추가로 정제하고 볼 튜브에서 진공에서 건조하여(발포주의) 화합물 22(0.8 g, 25%)를 무색 고체 포말로 수득하고, 이를 실온에서 연화시켜 점착성 덩어리를 수득하였다.

실시예 10

반응성 메소젠 RM10(26)을 하기와 같이 제조하였다:

화합물 23: 피롤리딘-3-올(5 g, 57.4 mmol), 트라이에틸아민(7 ml, 50 mmol) 및 DCM(80 ml)의 혼합물을 3℃로 냉각하고, DCM(10 ml) 중의 화합물 1(10 g, 45.6 mmol)의 용액을 10℃의 최대 온도에서 적가하였다. 생성된 현탁액을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 미가공 생성물(12.9 g, 황색빛 오일)을 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(9:1)를 사용하는 실리카겔을 통해 여과하고 3℃에서 톨루엔(100 ml)으로부터 재결정화하여 화합물 23(9.8 g, 80%)을 무색 결정으로 수득하였다.

화합물 24: 화합물 23(4.9 g, 18.1 mmol), 화합물 3(8.2 g, 21.8 mmol), 메타붕산 나트륨 사수화물(3.8 g, 27 mmol), 물(30 ml), THF(90 ml), 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐다이클로라이드(0.5 g, 0.7 mmol) 및 하이드라진 수화물(20 μl, 0.41 mmol)의 혼합물을 18시간 동안 환류 온도에서 질소 대기하에 가열하였다. 혼합물을 물(50 ml)로 희석하고 2 N HCl로 주의하여 산성화시켰다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하여 갈색빛 오일을 수득하고, 이를 에틸 아세테이트(불순물을 제거하기 위한 용리제로서 사용됨) 및 에틸 아세테이트/THF(4:1)(생성물을 단리하기 위한 용리제로서 사용됨)를 사용하는 실리카겔 여과로 정제하여 화합물 24(5.5 g, 67%)를 황색의 매우 점성있는 오일로 수득하였다.

화합물 25: THF(50 ml) 중의 화합물 24(5.5 g, 12.5 mmol)의 용액에 3 내지 10℃에서 테트라부틸암모늄플루오라이드(THF 중 1 M, 16 ml, 10 mmol)를 적가한 후에, 18시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 물(50 ml)에 붓고, 2 N HCl로 산성화시키고 3회 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl로 세척하고 Na₂SO₄로 건조하였다. 용매를 진공에서 제거하여 미가공 생성물 25를 수득하고, 이를 용리제로서 에틸 아세테이트/THF(1:1)를 사용하는 실리카겔 여과로 추가로 정제하고 톨루엔으로부터 재결정화하여 화합물 25(1.1 g, 31%)를 무색 고체로 수득하였다.

화합물 26: DCM(20 ml) 중의 화합물 25(1.1 g, 3.9 mmol)의 용액에 0℃에서 메타크릴산(0.9 ml, 10 mmol), 4-(다이메틸아미노)피리딘(50 mg, 0.41 mmol) 및 1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보다이이미드(1.7 g, 10.8 mmol)를 첨가하였다. 현탁액을 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 유기상을 포화 수성 NaCl 용액으로 세척하고 무수 황산 나트륨으로 건조하였다. 생성물을 용리제로서 먼저 DCM/에틸 아세테이트(9:1)를 사용한 후에 메틸 tert-부틸 에터/n-펜탄(2:1)을 사용하는 활성탄 실리카겔 크로마토그래피로 추가로 정제하고 볼 튜브에서 진공에서 건조하여(발포주의) 화합물 26(0.7 g, 43%)을 무색 고체 포말로서 수득하고 이를 실온에서 연화시켜 점착성 덩어리를 수득하였다.

혼합물 실시예

혼합물 실시예 1

네마틱 LC 호스트 혼합물 A를 하기와 같이 제형화하였다:

중합가능한 혼합물을, 각각 실시예 1, 3 또는 11의 RM1, RM3 또는 RM11을 LC 호스트 혼합물 A에 0.3 중량%의 농도로 첨가함으로써 제조하였다.

혼합물 실시예 2

네마틱 LC 호스트 혼합물 B를 하기와 같이 제형화하였다:

중합가능한 혼합물을, 각각 실시예 1, 3 또는 11의 RM1, RM3 또는 RM11을 LC 호스트 혼합물 B에 0.3 중량%의 농도로 첨가함으로써 제조하였다.

혼합물 실시예 3

네마틱 LC 호스트 혼합물 C를 하기와 같이 제형화하였다:

중합가능한 혼합물을, 각각 실시예 1 또는 3의 RM1 또는 RM3을 LC 호스트 혼합물 C에 0.3 중량%의 농도로 첨가함으로써 제조하였다.

비교 실시예

비교 목적을 위해, 중합가능한 혼합물을, 하기에 도시된 구조를 갖는 종래 기술의 이반응성 단량체 C1을 각각의 네마틱 LC 호스트 혼합물 A, B 및 C에 각각 0.3 중량%의 농도로 첨가함으로써 제조하였다.

사용 실시예

본 발명에 따른 중합가능한 혼합물 및 중합가능한 비교 혼합물을 각각 VA e/o 시험 셀에 삽입하였다. 시험 셀은 VA-폴리이미드 배향 층(JALS-2096-R1)을 포함하고, 이를 역평행 러빙하였다(호스트 혼합물 C를 사용한 시험 셀의 경우, 폴리이미드 AL64101을 사용하였다). LC 층 두께(d)는 약 4 μm이었다.

각각의 시험 셀을 100 mW/cm²의 강도를 갖는 자외선으로 24 V_rms의 전압(교류)의 인가시 필요되는 시간 동안 조사하여 중합가능한 단량체성 화합물의 중합을 야기하였다.

UV 노출 전후 중합가능한 혼합물의 VHR 값을 상기에 기재된 바와 같이 측정하였다. 혼합물의 VHR 값을 하기 표 1에 나타냈다.

[표 1]

VHR 값

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, UV 노출 후, 본 발명에 따른 RM1, RM3 또는 RM11을 포함하는 중합가능한 혼합물의 VHR 값은, 단량체 C1을 포함하는 중합가능한 혼합물의 VHR 값, 특히 호스트 혼합물 B 또는 C를 알켄일 화합물과 함께 포함하는 중합가능한 혼합물에서보다 높다.

또한, 본 발명에 따른 RM1, RM3 및 RM11은 2시간 선테스트 후 초기 VHR 값과 비교시 VHR의 단지 매우 적은 감소 또는 심지어 VHR의 증가를 나타냈다.

중합 속도를 결정하기 위해, 시험 셀에서 중합되지 않은 RM의 잔류량(중량%)을 여러 노출 시간 후 HPLC에 의채 측정하였다. 이러한 목적을 위해, 각각의 혼합물을 언급된 조건하에 시험 셀에서 중합시켰다. 이어서, 혼합물을 MEK(메틸 에틸 케톤)를 사용하여 시험 셀로부터 헹구고 측정하였다.

상이한 노출 시간 후 혼합물 중 각각의 단량체의 잔류 농도를 하기 표 2에 나타냈다:

[표 2]

단량체 잔류량

표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 단량체 C1을 포함하는 중합가능한 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이와 비교시, 본 발명에 따른 RM1, RM3 또는 RM11을 포함하는 중합가능한 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서 현저히 보다 신속하고 완전한 중합이 달성되었다.

결정 회전 실험에 의해 UV 조사 전후 경사각을 결정하였다(오트로닉-멜쳐스 TBA-105).

경사각을 하기 표 3에 나타냈다:

[표 3]

경사각

표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 중합 후 작은 경사각이 본 발명에 따른 RM1, RM3 또는 RM11을 포함하는 중합가능한 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서 신속히 달성되고, 이는 단량체 C1을 포함하는 중합가능한 혼합물을 함유하는 PSA 디스플레이에서보다 작다.

Claims (19)

1. 하기 화학식 I의 화합물:
   

   

   
   상기 식에서,
   Ar은 일환형 또는 다환형이고 추가적 치환기도 함유할 수 있는, 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 아릴 또는 헤테로아릴을 나타내고,
   M은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -G-NR^yR^z를 나타내고,
   G는 -CO- 또는 -SO₂-를 나타내고,
   R^y 및 R^z 중 하나는 P-Sp-를 나타내고, 나머지 하나는 R^x 또는 P-Sp-를 나타내거나, R^y 및 R^z는 N 원자와 함께, 하나 이상의 기 P-Sp-로 치환된, 4 내지 6 고리 원자를 갖는 N-헤테로환형 기를 형성하고,
   R^x는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬이되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 임의적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체되고,
   Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
   P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 중합가능한 기를 나타내고,
   x는 0 또는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4 또는 5이고,
   y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이되,
   x+y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다.
2. 제1항에 있어서,
   Ar이 하기 화학식으로부터 선택되되, 각각의 하기 구조는 임의적으로 하나 이상의 기 L로 치환되되,
   L이 P-, P-Sp-, F, Cl, -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, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬을 나타내되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 각각 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 F, Cl, CN, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수도 있고,
   R⁰ 및 R⁰⁰가 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
   Y¹이 할로겐인, 화합물:
   

   

   
   상기 식에서,
   X는 O, S, CH₂, CHR^a 또는 CHR^aR^b이고,
   R^a 및 R^b는 서로 독립적으로, 제1항에 제시된 R^x의 의미 중 하나를 갖는다.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   하나 이상의 기 -G-NR^yR^z를 함유하되, R^y 및 R^z가 P-Sp-를 나타내고, Sp 및 P가 제1항에 정의된 바와 같은, 화합물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   하나 이상의 기 -G-NR^yR^z를 함유하되, R^y 및 R^z가 하기 화학식으로부터 선택되는, 화합물:
   

   

   
   상기 식에서,
   m은 3 내지 5의 정수이고,
   P는 제1항에 정의된 바와 같다.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   상기 식에서,
   P, Sp, G, R^y, R^z 및 L은 제1항에 정의된 바와 같고,
   r은 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합가능한 화학식 I의 화합물을 포함하는 액정(LC) 매질.
7. 제6항에 있어서,
   - 제1항 내지 제5항 중 어느 항에 따른 하나 이상의 중합가능한 화학식 I의 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 (A), 및
   - 하나 이상의 메소젠성 또는 액정 화합물을 포함하는 액정(LC) 성분 (B)
   를 포함하는 LC 매질.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   하나 이상의 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 포함하는 LC 매질:
   

   

   
   상기 식에서,
   a는 1 또는 2를 나타내고,
   b는 0 또는 1을 나타내고,
   

   

   는

   

   를 나타내고,
   R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수도 있고,
   Z^x는 -CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -O-, -CH₂-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
   L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂를 나타낸다.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 LC 매질:
   

   

   
   상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖는다:
   

   

   는

   

   
   

   

   를 나타내고,
   

   

   는

   

   
   

   

   를 나타내고,
   

   

   는

   

   
   

   

   를 나타내고,
   R^A1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일이거나, 고리 X, Y 및 Z 중 하나 이상이 사이클로헥센일을 나타내는 경우, R^A2의 의미 중 하나를 나타내고,
   R^A2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수도 있고,
   Z^x는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,
   L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂H, 바람직하게는 H, F 또는 Cl이고,
   x는 1 또는 2이고,
   z는 0 또는 1이다.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 포함하는 LC 매질:
    

    

    
    상기 식에서,
    

    

    는

    

    
    

    

    를 나타내고,
    

    

    는

    

    를 나타내고,
    R³ 및 R⁴는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수도 있고,
    Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF- 또는 단일 결합이다.
11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합가능한 화학식 I의 화합물이 중합되는, LC 매질.
12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하거나 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질을 포함하는 LC 디스플레이.
13. 제12항에 있어서,
    PSA 유형 디스플레이인 LC 디스플레이.
14. 제13항에 있어서,
    PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이인 LC 디스플레이.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    2개의 기판으로서, 이들 중 하나 이상이 투광성인, 기판,
    각각의 상기 기판 상에 제공되는 전극, 또는 상기 기판 중 하나에만 제공되는 2개의 전극, 및
    하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는, 상기 기판 사이에 위치된 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질의 층
    을 포함하는 LC 디스플레이로서,
    상기 중합가능한 화합물이 상기 디스플레이의 기판 사이에 중합되는, LC 디스플레이.
16. 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질을 디스플레이의 기판 사이에 충전하거나 제공하는 단계, 및 중합가능한 화합물을 중합시키는 단계를 포함하는 제15항에 따른 LC 디스플레이의 제조 방법.
17. 하기 화학식 II의 화합물:
    

    

    
    상기 식에서,
    Ar은 일환형 또는 다환형이고 추가적 치환기를 함유할 수도 있는, 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 기를 나타내고,
    M은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -G-NR^yR^z를 나타내고,
    G는 -CO- 또는 -SO₂-를 나타내고,
    R^y 및 R^z 중 하나는 Pg-Sp-를 나타내고, 나머지 하나는 R^x 또는 Pg-Sp-를 나타내거나, R^y 및 R^z는 N 원자와 함께, 하나 이상의 기 Pg-Sp-로 치환된, 4 내지 6개의 고리 원자를 갖는 N-헤테로환형 기를 형성하고,
    R^x는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬이되, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 임의적으로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, Pg- 또는 Pg-Sp-로 대체되고,
    Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
    Pg는 OH, 보호된 OH 기 또는 차폐된 OH 기를 나타내고,
    x는 0 또는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4 또는 5이고,
    y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이되,
    x+y는 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다.
18. Pg가 OH를 나타내는 제17항에 따른 화합물을 탈수제의 존재하에 기 P를 함유하는 상응하는 산, 산 유도체 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 에스터화시키는 단계를 포함하는, P가 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타내는, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 제조 방법.
19. 하나 이상의 메소젠성 또는 액정 화합물 또는 제7항에 정의된 액정 성분 (B)를 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 임의적으로 추가적 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질의 제조 방법.