KR20170102164A - 액정 매질 및 이를 포함하는 고주파 부품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 하기 화학식 T의 화합물 및 하기 화학식 I, II 및 III의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질, 및 이러한 매질을 포함하는 고주파 기술, 특히 위상 천이기 및 마이크로파 어레이 안테나용 부품에 관한 것이다:
Figure pct00177

Figure pct00178

상기 식에서, 파라미터는 청구범위 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.

Description

액정 매질 및 이를 포함하는 고주파 부품
본 발명은 액정 매질 및 이를 포함하는 고주파 부품, 특히 마이크로파의 위상을 편이시키는 장치와 같은 고주파 장치, 특히 마이크로파 위상 어레이 안테나용 마이크로파 부품에 관한 것이다.
오래전부터 액정 매질은 정보를 표시하기 위해 전기-광학 디스플레이(액정 디스플레이 - LCD)에 사용되어왔다.
그러나 최근 액정 매질은 또한 예를 들어 DE 10 2004 029 429 A 및 JP 2005-120208 (A)에서 마이크로파 기술용 부품에서의 사용에 대해 제안되었다.
전형적인 마이크로파 응용으로서, 문헌[K.C. Gupta, R. Garg, I. Bahl and P. Bhartia: Microstrip Lines and Slotlines, 2nd ed., Artech House, Boston, 1996]에 개시된 바와 같은 반전형 마이크로스트립 라인의 개념은 예를 들어 문헌[D. Dolfi, M. Labeyrie, P. Joffre and J.P. Huignard: Liquid Crystal Microwave Phase Shifter. Electronics Letters, Vol.　29, No.　10, pp.　926-928, May 1993], [N. Martin, N. Tentillier, P. Laurent, B. Splingart, F. Huert, PH. Gelin, C. Legrand: Electrically Microwave Tunable Components Using Liquid Crystals. 32nd European Microwave Conference, pp. 393-396, Milan 2002], 또는 [Weil, C.: Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika [Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics], Darmstadter Disserta-tionen D17, 2002], [C. Weil, G. Lussem, and R. Jakoby: Tunable Invert-Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals, IEEE MTT-S Int. Microw. Symp., Seattle, Wash-ington, June 2002, pp. 367-370] 및 메르크 카게아아(Merck KGaA)의 상업적 액정 K15와 함께 사용되고 있다. 문헌[C. Weil, G. Lussem, and R. Jakoby: Tunable Invert-Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals, IEEE MTT-S Int. Microw. Symp., Seattle, Wash-ington, June 2002, pp. 367-370]은 약 40 V의 제어 전압으로 10 GHz에서 12°/dB의 위상 천이기(phase shifter) 품질을 달성한다. LC의 삽입 손실, 즉 액정에서 편광 손실에 의해서만 유발되는 손실은 문헌[Weil, C.: Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika [Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics], Darmstadter Dissertationen D17, 2002]에서 10 GHz에서 약 1 내지 2 dB로 주어진다. 또한, 위상 천이기 손실은 주로 유전체 LC 손실 및 도파관 접합부에서의 손실에 의해 결정된다. 문헌[T. Kuki, H. Fujikake, H. Kamoda and T. Nomoto: Micro-wave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnated with Liquid Crystal. IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig. 2002, pp.　363-366, June 2002] 및 [T. Kuki, H. Fujikake, T. Nomoto: Microwave Variable Delay Line Using Dual-Frequency Switching-Mode Liquid Crystal. IEEE Trans. Micro-wave Theory Tech., Vol.　50, No.　11, pp.　2604-2609, November 2002]은 평면 위상 천이기 배치와 함께 중합된 LC 필름 및 이중-주파수 변환-모드 액정의 사용을 제시한다.
특히, 문헌[A. Penirschke, S. Muller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548]은 9 GHz의 주파수에서 공지된 단일 액정 물질 K15(메르크 카게아아, 독일 소재)의 특성을 기재하고 있다.
문헌[A. Gaebler, F. Goelden, S. Muller, A. Penirschke and R. Jakoby "Direct Simulation of Material Permittivites using an Eigen-Susceptibility Formula-tion of the Vector Variational Approach", 12MTC　2009 - International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapore, 2009 (IEEE), pp. 463-467]은 공지된 액정 혼합물 E7(메르크 카게아아, 독일 소재)의 상응하는 특성을 기재하고 있다.
DE 10 2004 029 429 A는 마이크로파 기술, 특히 위상 천이기에서의 액정 매질의 사용을 기재하고 있다. 상기 문헌은 상응하는 주파수 범위에서 액정 매질의 특성에 대해 이미 조사하였다. 또한, 상기 문헌은 하기 화학식의 화합물:
Figure pct00001
및
Figure pct00002
, 또는
Figure pct00003
및
Figure pct00004
외에,
하기 화학식의 화합물:
Figure pct00005
을 포함하는 액정 매질에 대해 기술하고 있다.
하나 이상의 이들 화합물뿐만 아니라 유사한 화합물을 포함하는 마이크로파 적용례를 위한 추가의 액정 매질이 예를 들어 WO 2013/034227 A1 및 DE 10 2010 025 572 A1에서 마이크로파 적용례를 위해 제안되어 있으며, 특히, 하기 화학식의 화합물을 포함하는 액정 매질을 개시하고 있다:
Figure pct00006
.
그러나 이러한 매질은 대부분의 실제 적용례에 바람직하지 않은 긴 응답 시간을 초래하는 다소 높은 값의 등명점과 높은 회전 점도를 특징으로 한다. 이들은 또한 대부분의 경우 네마틱 상 범위를 나타내는데, 이는 대부분의 실제 적용례에 적합하지 않다. 특히 저온에서의 상 거동은 이들 대부분에서 개선되어야 한다.
액정 매질의 중합체 안정화, 및 키랄 도판드에 의한 도핑은 이미 몇몇 유형의 디스플레이 적용례 및 다양한 이유로 제안되고 있다. 그러나 본원에서 고려되는 적용례 유형에 대한 각각의 제안은 없었다.
이러한 매질을 포함하는 고주파-기술을 위해 공지된 장치는 여전히 충분한 안정성, 특히 빠른 응답이 부족하다.
그러나 이들 조성물은 심각한 단점이 있다. 이들 대부분은 다른 결함 외에도 불리하게 높은 손실 및/또는 부적당한 위상 편이 또는 부적당한 물질 품질을 초래한다.
이들 적용례를 위해, 특히 지금까지의 것과는 다소 상이하고 비통상적인 특성 또는 특성들의 조합을 갖는 액정 매질이 요구된다.
따라서, 개선된 특성을 갖는 신규한 액정 매질이 필요하다. 특히, 마이크로파 범위에서 유전체 손실이 감소되어야 하고, 물질 품질(η, 때때로 성능 지수, 요약하여 FoM으로도 명명됨), 즉, 높은 동조성, 및 동시에 적은 유전체 손실이 개선되어야 한다. 이러한 요구 사항 이외에, 특히 평면 구조를 사용하는 장치, 예를 들면, 위상 천이기 및 누설 안테나에 대한 여러 예상된 적용례를 위해 개선된 응답 시간에 초점을 맞추어야 한다.
또한, 부품들의 저온 거동에서의 개선에 대한 꾸준한 요구가 있다. 또한, 저온에서 작동 특성 및 수명(shelf life) 둘 다에서의 개선이 필요하다.
따라서, 상응하는 실제 용도에 적합한 특성을 갖는 액정 매질에 대한 요구가 상당하다.
본 발명은 추가적으로 종래 기술에 기재된 방법 및 물질의 전술된 단점을 갖지 않는 중합체 안정화된 메소젠 상, 특히 네마틱 상을 달성하기 위한 개선된 방법 및 물질을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이들 메소젠 상은 중합체 및 저 분자량 메소젠 물질을 포함한다. 따라서, 이들을 "복합체 시스템" 또는 간략히 "시스템"이라고도 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 당업자가 이용할 수 있는 적절한 물질의 풀(pool)을 확장하는 것이다. 다른 목적은 하기 설명으로부터 당업자에게 즉시 명백하다.
놀랍게도, 하기 정의된 바와 같은 하나 이상의 화학식 T의 화합물을 포함하는 액정 매질이 종래 기술에 비해 매우 양호한 온도 범위 및 특히 저온 저장 하에서의 우수한 거동에 의해 특징지워지는 것으로 밝혀졌다. 이는 비교적 넓은 네마 틱 상 범위가 낮은 온도까지 연장되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 매질에 존재하는 키랄 도판트는 메소젠성 화합물이고, 가장 바람직하게는 스스로에서 메소상을 나타낸다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 매질은 하나 이상의 키랄 도판트를 포함한다. 바람직하게는, 이러한 키랄 도판트는 1 μm-1 이상 내지 150 μm-1 이하의 범위, 바람직하게는 10 μm-1 이상 내지 100 μm-1 이하의 범위에서 나선형 비틀림 힘(줄여서 HTP)의 절대 값을 갖는다. 매질이 적어도 2개, 즉, 2개 이상의 키랄 도판트를 포함하는 경우, 이들은 서로 반대되는 HTP 값의 표시를 가질 수 있다. 이러한 조건은 각각의 화합물의 키랄성을 어느 정도까지 보상하도록 하여 일부 특정 실시양태에서 바람직하므로, 장치에서 생성된 매질의 다양한 온도 독립적 특성을 보상하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 본 발명에 따른 매질에 존재하는 모든 키랄 화합물은 이의 HTP 값의 동일한 표시를 갖는 것이 바람직하거나 가장 바람직하거나 더욱더 바람직하다.
첫 번째 근사치로서, 키랄 화합물의 혼합물, 즉, 통상의 키랄 도판트의 HTP, 및 키랄 반응성 메소젠의 HTP는 매질 내의 이들 각각의 농도에 의해 계량된 이들 각각의 HTP 값을 부가하여 근사치를 구할 수 있음에 주목하여야 한다.
이러한 실시양태에서, 키랄 네마틱 상으로도 언급되는 콜레스테릭 상에서 조절 매질의 콜레스테릭 피치는 하기 수학식 1에 의해 첫번째 근사치를 재현할 수 있다:
[수학식 1]
P = (HTP·c)-1
상기 식에서,
P는 콜레스테릭 피치를 나타내고,
c는 키랄 성분(A)의 농도를 나타내고,
HTP(나선형 꼬임력)는 키랄 물질의 꼬임력을 특징으로 하고 키랄 물질(성분 (A)) 및 아키랄 성분(B)에 따른 상수이다.
피치가 더욱 정확하게 측정되는 경우, 수학식 1은 상응하게 수정될 수 있다. 이를 위해, 하기 수학식 2의 콜레스테릭 피치의 개발이 통상적으로 사용된다.
[수학식 2]
P = (HTP·c)-1 + (α1·c)-2 + (α2·c)-3 + ...
상기 식에서,
파라미터는 상기 수학식 1에 정의된 바와 같고,
α1 및 α2는 키랄 성분(A) 및 아키랄 성분(B)에 따른 상수를 나타낸다.
상기 수학식 2는 목적한 정확도를 가능하게 하는 정도까지 계속될 수 있다.
전형적으로, 수학식 2(HTP(종종 α1로도 명명됨), α2, α3 및 등)의 파라미터는 키랄 도판트의 유형 및 어느 정도까지는 또한 사용된 특이적 액정 혼합물에 더욱 강하게 따른다.
명백하게, 이들은 또한 각각의 키랄 도판트의 거울상이성질체 초과량에 따른다. 이들은 순수한 거울상이성질체의 경우 이들 각각의 가장 큰 절대 값을 갖고 라세미체의 경우 0이다. 본원에서 주어진 값은, 달리 명시되지 않는 한, 98% 이상의 거울상이성질체 초과량을 갖는 순수한 거울상이성질체에 대한 값이다.
키랄 성분(A)이 2개 이상의 화합물로 이루어진 경우, 수학식 1은 하기 수삭식 3으로 변형된다:
[수학식 3]
P = [Σi(HTP(i)·ci)]-1
상기 식에서,
P는 콜레스테릭 피치를 나타내고,
ci는 키랄 성분(A)의 i-째 화합물의 농도를 나타내고,
HTP(i)는 아키랄 성분(B) 중 키랄 성분(A)의 i-째 화합물의 HTP를 나타낸다.
HTP의 온도 의존성은 통상적으로 하기 수학식 4로 나타내지만, 실제로 종종 선형 소자(β1) 직후 이미 종결될 수 있다:
[수학식 4]
HTP(T) = HTP(T0) + β1·(T - T0) + β2·(T - T0)2 + ...
상기 식에서,
파라미터는 상기 수학식 1에 정의된 바와 같고,
T는 온도를 나타내고,
T0은 기준 온도를 나타내고,
HTP(T)는 온도 T에서 HTP를 나타내고,
HTP(T0)은 온도 T0에서 HTP를 나타내고,
β1 및 β2는 키랄 성분(A) 및 아키랄 성분(B)에 따른 상수를 나타낸다.
추가적으로, 광범위한 온도 범위 및 개선되고 더욱 빠른 스위칭 시간을 갖는 안정화된 액체 액정 상인 RM을 사용함으로써 양호한 동조성 및 수용가능한 손실이 달성될 수 있음이 밝혀졌다.
메소젠성 단량체 이외에, 2-에틸헥실아크릴레이트와 같은 비-메소젠성 단량체의 사용이 또한 가능하고, 특정한 경우에는 유리할 수 있다. 그러나 이러한 화합물의 휘발성으로 인하여 문제가 될 수 있고, 혼합된 단량체/호스트 시스템의 증발 및 비균질성으로 인하여 손실 문제가 야기된다.
또한, 비-메소젠성 화합물의 사용은 액체 액정 호스트의 등명점을 심각하게 낮추어, 중합체 안정화된 네마틱 상의 폭이 훨씬 작아지고, 이는 가장 실용적인 적용례에 바람직하지 않다.
하나 이상의 1,4-폴리페닐렌을 포함하는 코어 대신에 사이클로헥실렌 코어를 갖는 RM을 사용하는 것은 일반적으로 UV 조사에 대한 안정성, 특히 중합 공정에 사용되는 UV 조사에 대한 안정성에 이점이 있다. 따라서, 생성된 중합체 안정화된 상(복합체 시스템)은 높은 전압 보유율(VHR)을 갖는다.
또한, 플루오르페닐 액체 액정 화합물을 포함하는 액체 액정 호스트와 조합 된 사이클로헥실렌 RM을 사용함으로써, RM은 이 호스트를 효과적으로 안정화시켜 첨단 장치에 필요한 높은 VHR을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
놀랍게도 본 발명에서는 종래 물질의 단점을 갖지 않거나 적어도 상당히 감소된 정도로만 갖는, 적절하게 빠른 스위칭 시간, 적합한 네마틱 상 범위 및 손실을 갖는 액정 매질을 달성할 수 있음이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 개선된 액정 매질은 하기 화합물 및 하나 이상의 화학식 P의 화합물을 단독으로 또는 각각의 혼합물로부터의 하나 이상의 추가의 중합가능한 화합물과 함께 중합시켜 수득할 수 있는 중합체 안정화된 시스템 및 이러한 안정화된 시스템의 고주파 기술용 부품 또는 장치에서의 용도를 포함한다:
- 하나 이상의 하기 화학식 T의 화합물:
Figure pct00007
[상기 식에서,
R1 및 R2는, 서로 독립적으로, 2 내지 15개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내며, 이들 중 하나는, 대안적으로, 1 내지 15개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬을 나타낼 수 있고, 바람직하게는,
R1은 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 메틸 또는 에틸, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 바람직하게는 비닐, 또는 가장 바람직하게는 부트-1-엔-1-일을 나타내고,
R2는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 바람직하게는 비닐, 또는 가장 바람직하게는 부트-1-엔-1-일을 나타낸다],
- 하나 이상의 하기 화학식 I, II 및 III의 화합물 군으로부터 선택된 화합물:
Figure pct00008
[상기 식에서,
L11은 R11 또는 X11을 나타내고,
L12는 R12 또는 X12를 나타내고,
R11 및 R12는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬, 바람직하게는 알킬 또는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
X11 및 X12는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알콕시알킬, 바람직하게는 플루오르화된 알콕시, 플루오르화된 알케닐옥시, F 또는 Cl을 나타내고,
Figure pct00009
은, 서로 독립적으로,
Figure pct00010
Figure pct00011
[상기 식에서,
L21은 R21을 나타내거나, Z21 및/또는 Z22가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, X21을 나타내고,
L22는 R22를 나타내거나, Z21 및/또는 Z22가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, X22를 나타내고,
R21 및 R22는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬, 바람직하게는 알킬 또는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
X21 및 X22는, 서로 독립적으로, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 알케닐옥시 또는 알콕시알킬, 또는 -NCS, 바람직하게는 -NCS를 나타내고,
Z21 및 Z22 중 하나는, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, 다른 하나는 이에 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나는 -C≡C- 또는 트랜스-CH=CH-를 나타내고, 다른 하나는 단일 결합을 나타내고,
Figure pct00012
은, 서로 독립적으로,
Figure pct00013
Figure pct00014
[상기 식에서,
L31은 R31 또는 X31을 나타내고,
L32는 R32 또는 X32를 나타내고,
R31 및 R32는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬, 바람직하게는 알킬 또는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
X31 및 X32는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알콕시알킬, 바람직하게는 플루오르화된 알콕시, 플루오르화된 알케닐옥시, F 또는 Cl을 나타내고,
Z31 내지 Z33은, 서로 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고, 특히 바람직하게는 모두 단일 결합을 나타내고,
Figure pct00015
내지
Figure pct00016
는, 서로 독립적으로,
Figure pct00017
; 및
-임의적으로, 하기 화학식 CC 및 CP, 바람직하게는 하기 화학식 CP의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 CC 및 CP 둘 다의 화합물:
Figure pct00018
[상기 식에서,
알케닐은 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 바람직하게는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 1-E 알케닐, 더욱 바람직하게는 비닐 또는 1-E-프로페닐, 가장 바람직하게는 비닐을 나타내고,
R01은 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 바람직하게는 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R02는 1 내지 17개, 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 바람직하게는 1 또는 2개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다],
- 또한 임의적으로 하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물:
Figure pct00019
[상기 식에서,
Pa 및 Pb는 각각, 서로 독립적으로, 중합가능한 기이고,
Spa 및 Spb는 각각, 서로 독립적으로, 스페이서 기를 나타내고,
s1 및 s2는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
n1 및 n2는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1, 바람직하게는 0을 나타내고,
Q는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH2)4-, -CH2-CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -O-, -CH2-, -(CH2)3-, -CF2-, 바람직하게는 -CF2O-를 나타내고,
Z1 및 Z4는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH2)4-, -CH2-CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -O-, -CH2-, -(CH2)3-, -CF2-를 나타내되, Z1 및 Q, 또는 Z4 및 Q는, 동시에 -CF2O- 및 -OCF2- 중에서 선택된 기를 나타내지 않고,
A1, A2, A3 및 A4는 각각, 서로 독립적으로, 하기 군으로부터 선택된 이가 라디칼 기를 나타내고:
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 1,4'-바이사이클로헥실렌으로 이루어진 군(여기서 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 또한 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F로 대체될 수 있음),
b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌으로 이루어진 군(여기서 1 또는 2개의 CH 기는 또한 N으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 L로 대체될 수 있음),
c) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로푸란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일로 이루어진 군(여기서 이들 각각은 또한 L로 일치환되거나 다중치환될 수 있음),
d) 5 내지 20개의 환형 탄소 원자를 갖는 포화, 부분 불포화 또는 완전 불포화되고 임의적으로 치환된 다환형 라디칼로 이루어진 군(여기서 이들 중 하나 이상은 또한 헤테로원자로 대체될 수 있음), 바람직하게는 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일,
Figure pct00020
로 이루어진 군으로부터 선택된 군(이들 라디칼 중 하나 이상의 H 원자는 또한 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음),
A3은 대안적으로 단일 결합일 수 있고,
L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF5, 또는 각각의 경우에 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형의 임의적으로 플루오르화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
R03 및 R04는 각각, 서로 독립적으로, H, F 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬을 나타내되, 여기서 하나 이상의 H 원자는 또한 F로 대체될 수 있고,
M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2-를 나타내고,
Y1 및 Y2는 각각, 서로 독립적으로, R0에 대해 전술된 의미 중 하나를 갖거나, Cl 또는 CN을 나타내거나, 기 Y1 및 Y2 중 하나는 -OCF3, 바람직하게는 H, F, Cl, CN, 또는 CF3을 나타낸다], 및
- 또한 임의적으로 하나 이상의 키랄 화합물/도판트.
본 발명의 제 1 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 하기 화학식 T-1 내지 T-5의 화합물, 바람직하게는 하기 화학식 T-1 및 T-3의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 T의 화합물을 포함한다:
Figure pct00021
상기 식에서,
알킬1은 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 메틸 또는 에틸을 나타내고,
알킬2는 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 메틸 또는 에틸을 나타낸다.
키랄 성분(A)의 키랄 화합물은 바람직하게는 HTP의 높은 절대 값을 갖는다. 또한, 상기 화합물은 키랄 도판트로서 언급되고, 이로 인해 일반적으로 메노젠성 염기 혼합물에 비교적 적은 농도로 첨가된다. 상기 화합물은 바람직하게는 아키랄 성분(B)에서 우수한 용해성을 갖는다. 상기 화합물은 메소젠성 매질의 메소젠성 또는 액정 특징을 악화시키지 않거나, 콜레스테릭 피치가 광의 파장보다 훨씬 작은 값을 갖는 한 오직 적은 정도로만 악화시킨다. 그러나, 콜레스테릭 피치가 광의 파장 정도라면, 이들은 콜레스테릭 상과 완전히 다른 구조를 갖는 청색 상을 유도한다. 2개 이상의 키랄 화합물이 사용되는 경우, 이들은 동일하거나 반대의 회전 방향 및 동일하거나 반대의 꼬임의 온도 의존성을 가질 수 있다.
메르크 카게아아(Merck KGaA)로부터 시판중이 액정 혼합물 MLC-6828에서 20 μm-1 이상, 특히 40 μm-1 이상, 특히 바람직하게는 70 μm-1 이상의 HTP를 갖는 키랄 화합물이 특히 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 키랄 성분(A)은 모두 HTP의 동일한 표시를 갖는 2개 이상의 키랄 화합물로 이루어진다.
개별적인 화합물의 HTP의 온도 의존성은 높거나 낮을 수 있다. 매질의 피치의 온도 의존성은 HTP의 상이한 온도 의존성을 갖는 혼합물을 상응하는 비로 혼합하여 보상될 수 있다.
광학적으로 활성인 성분의 경우, 키랄 도판트(이의 일부는 시판중, 예를 들면, 콜레스테릴 노나노에이트, R/S-811, R/S-1011, R/S-2011, R/S-3011, R/S-4011, B(OC)2C*H-C-3 또는 CB15(모두 메르크 카게아아에서 시판중, 독일 다름슈타트 소재))의 다중도는 당업자에게 이용가능하다.
특히 적합한 도판트는 하나 이상의 키랄 라디칼, 하나 이상의 메소젠성 기, 또는 키랄 라디칼과 함께 메소젠성 기를 형성하는 하나 이상의 방향족 또는 지환족 기를 함유하는 화합물이다.
적합한 키랄 라디칼은, 예를 들면, 키랄 분지형 탄화수소 라디칼, 키랄 에탄다이올, 바이나프톨 또는 다이옥솔란, 또한 당 유도체, 당 알코올, 당 산, 락트 산, 키랄 치환된 글리콜, 스테로이드 유도체, 터펜 유도체, 아미노산 또는 몇 개의 서열, 바람직하게는 1 내지 5개의 아미노산으로 이루어진 군으로부터 선택된 일가 또는 다가 키랄 라디칼이다.
바람직한 키랄 라디칼은 당 유도체, 예컨대 글루코스, 만노스, 갈락토스, 프럭토스, 아라비노스 및 덱스트로스; 당 알코올, 예를 들면, 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 또는 이의 무수 유도체, 특히 디안하이드로헥시톨, 예컨대, 디안하이드로소르비드(1,4:3,6-디안하이드로-D-소르비드, 이소소르비드), 디안하이드로만니톨(이소소르비톨) 또는 디안하이드로이디톨(이소이디톨); 당 산, 예를 들면, 글루콘산, 굴론산 및 케토굴론산; 키랄 치환된 글리콜 라디칼, 예를 들면, 모노- 또는 올리고에틸렌 또는 프로필렌 글리콜(여기서, 1개 이상의 CH2 기는 알킬 또는 알콕시로 치환됨); 아미노산, 예를 들면, 알라닌, 발린, 페닐글리신 또는 페닐알라닌, 또는 이러한 아미노산 중 1 내지 5개의 서열; 스테로이드 유도체, 예를 들면, 콜레스테릴 또는 콜산 라디칼; 터펜 유도체, 예를 들면, 멘틸, 네오멘틸, 캄페일, 피네일, 터피네일, 이소롱기폴릴, 펜킬, 카레일, 미르테닐, 노필, 게라니일, 리날로일, 네릴, 시트로넬릴 또는 다이하이드로시트로넬릴이다.
적합한 키랄 라디칼 및 메소젠성 키랄 화합물은 예를 들면, DE 34 25 503, DE 35 34 777, DE 35 34 778, DE 35 34 779, DE 35 34 780, DE 43 42 280, EP 01 038 941 및 DE 195 41 820에 기재되어 있다.
본 발명에 따라 사용된 키랄 화합물은 바람직하게는 하기 나타낸 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하기 화학식 A-I 내지 A-III의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 도판트가 특히 바람직하다:
Figure pct00022
상기 식에서,
Ra11 및 Ra12는, 서로 독립적으로, 2 내지 9개, 바람직하게는 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 옥사알킬 또는 알케닐이거나, Ra11은 메틸 또는 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알콕시이고, 바람직하게는 둘 다 알킬, 바람직하게는 n-알킬이고;
Ra21 및 Ra22는, 서로 독립적으로, 1 내지 9개, 바람직하게는 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 2 내지 9개, 바람직하게는 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬, 알케닐 또는 알케닐옥시이고, 바람직하게는 둘 다 알킬, 바람직하게는 n-알킬이고;
Ra31 및 Ra32는, 서로 독립적으로, 2 내지 9개, 바람직하게는 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 옥사알킬 또는 알케닐이거나, Ra31은 메틸 또는 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알콕시이고, 바람직하게는 둘 다 알킬, 바람직하게는 n-알킬이다.
하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 도판트가 특히 바람직하다:
Figure pct00023
.
또한, 바람직한 도판트는 하기 화학식 A-IV의 이소소르비드, 이소만니톨 또는 이소이디톨의 유도체, 특히 하기 화학식 A-V의 메소젠성 하이드로벤조인 유도체 및 도시되지 않은 (R,S), (S,R), (R,R) 및 (S,S) 거울상이성질체이다:
Figure pct00024
A-IV
[상기 식에서,
Figure pct00025
는 기
Figure pct00026
바람직하게는 디안하이드로소르비톨 및 키랄 에탄다이올, 예를 들면, 디페닐에탄다이올(하이드로벤조인)이다],
Figure pct00027
[상기 식에서,
Figure pct00028
및
Figure pct00029
는 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌(이는 또한 L로 일치환, 이치환 또는 삼치환될 수 있음), 또는 1,4-사이클로헥실렌이고,
L은 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알콕시카본일옥시이고,
c는 0 또는 1이고,
Z0은 -COO-, -OCO-, -CH2CH2- 또는 단일 결합이고,
R0은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알킬카본일옥시이다].
화학식 A-IV의 화합물은 WO 98/00428에 기재되어 있다. 화학식 A-V의 화합물은 GB-A-2,328,207에 기재되어 있다.
매우 특히 바람직한 도판트는 WO 02/94805에 기재된 키랄 바이나프틸 유도체, WO 02/34739에 기재된 키랄 바이나프톨 아세탈 유도체, WO 02/06265에 기재된 키랄 TADDOL 유도체, 및 WO 02/06196 및 WO 02/06195에 기재된 하나 이상의 플루오르화된 가교 기 및 말단 또는 중앙 키랄 기를 갖는 키랄 도판트이다.
하기 화학식 A-VI의 키랄 화합물이 특히 바람직하다:
Figure pct00030
상기 식에서,
X1, X2, Y1 및 Y2는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF5, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환되거나 다중치환될 수 있고, 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합하지 않도록 -O-, -S-, -NH-, NR0-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있음), 중합가능한 기, 또는 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 또는 아릴(이는 할로겐, 바람직하게는 F에 의해, 또는 중합가능한 기에 의해 임의적으로 일치환되거나 다중치환될 수 있음)이고,
x1 및 x2는 각각, 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고,
y1 및 y2는 각각, 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
B1 및 B2는 각각, 서로 독립적으로, 방향족, 또는 부분 또는 완전 포화된 지환족 6-원 고리(여기서, 하나 이상의 CH 기는 N 원자로 대체될 수 있고, 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 O 및/또는 S로 대체될 수 있음)이고,
W1 및 W2는 각각, 서로 독립적으로, -Z1-A1-(Z2-A2)m-R이거나, W1 및 W2 중 하나는 R1 또는 A3이되, 둘 다 동시에 H는 아니거나,
Figure pct00031
는
Figure pct00032
Figure pct00033
이고,
U1 및 U2는 각각, 서로 독립적으로, CH2, O, S, CO 또는 CS이고,
V1 및 V2는 각각, 서로 독립적으로, (CH2)n(여기서, 1 내지 4개의 비인접한 CH2 기는 O 및/또는 S로 대체될 수 있음)이고, V1 및 V2 중 하나,
Figure pct00034
가
Figure pct00035
인 경우는 둘 다가 단일 결합이고,
Z1 및 Z2는 각각, 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -O-CH2-, -CH2-O-, -S-CH2-, -CH2-S-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CF2-S-, -S-CF2-, -CH2-CH2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CF2-CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, 이러한 기 중 2개의 조합(이때, O 및/또는 S 및/또는 N 원자 중 2개는 서로 직접 결합되지 않음), 바람직하게는 -CH=CH-COO- 또는 -COO-CH=CH-, 또는 단일 결합이고,
A1, A2 및 A3은 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌(여기서, 1 또는 2개의 비인접한 CH 기는 N으로 대체될 수 있음), 1,4-사이클로헥실렌(여기서, 1 또는 2개의 비인접한 CH2 기는 O 및/또는 S로 대체될 수 있음), 1,3-다이옥솔란-4,5-다이일, 1,4-사이클로헥센일렌, 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 피페리딘-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일 또는 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일이되, 이러한 기는 각각 L로 일치환되거나 다중치환될 수 있거나, A1은 단일 결합이고,
L은 할로겐 원자, 바람직하게는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 F, CN, NO2, 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알콕시카본일옥시(여기서, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음)이고,
m은 각각, 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이고,
R 및 R1은 각각, 서로 독립적으로, H, F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF5, 각각 1 내지 25개 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이는 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 일치환되거나 다중치환될 수 있고, 하나 이상의 비인접한 CH2 기는, O 및/또는 S 원자 중 2개가 서로 직접 결합하지 않도록 -O-, -S-, -NH-, -NR0-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있음), 또는 중합가능한 기이다.
하기 화학식 A-VI-1의 키랄 바이나프틸 유도체가 특히 바람직하고:
Figure pct00036
하기 화학식 A-VI-1a 내지 A-VI-1c로부터 선택된 것이 특히 바람직하다:
Figure pct00037
상기 식에서,
고리 B 및 Z0은 화학식 A-IV에 대하여 정의된 바와 같고,
R0은 화학식 A-IV에 대하여 정의된 바와 같거나, H 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고,
b는 0, 1 또는 2이고,
Z0은 특히 -OCO- 또는 단일 결합이다.
또한 특히 하기 화학식 A-VI-2의 키랄 바이나프틸 유도체:
Figure pct00038
특히 하기 화학식 A-VI-2a 내지 A-VI-2f로부터 선택되는 것이 바람직하다:
Figure pct00039
상기 식에서,
R0은 화학식 A-VI에 대하여 정의된 바와 같고,
X는 H, F, Cl, CN 또는 R0, 바람직하게는 F이다.
본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 화학식 P의 중합가능한 화합물은 하기 화학식 P1-1 내지 P12-4로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
상기 식에서,
L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 상기 및 하기 표시된 의미 중 하나를 갖고, r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, n은 1 내지 24, 바람직하게는 1 내지 12, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 8의 정수이고, 단일 또는 이중 결합의 말단에 라디칼이 표시되지 않는 경우, 이는 말단 CH3 또는 CH2 기이다.
화학식 P1 내지 P24에서,
Figure pct00046
는 바람직하게는 화학식
Figure pct00047
으로 이루어진 군으로부터 선택된 기를 나타내고, 특히 바람직하게는
Figure pct00048
로부터 선택된다.
기 A2-Q-A3은 바람직하게는 하기 화학식의 기를 나타낸다:
Figure pct00049
상기 식에서,
고리들 중 적어도 하나는 하나 이상의 기 L(F임)로 치환되고,
r은 각각의 경우 독립적으로 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.
화학식 P 및 이의 하위 화학식의 화합물에서 Pa 및 Pb는 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또한 플루오르아크릴레이트를 나타낸다.
화학식 I 및 이의 하위 화학식의 화합물에서 Spa 및 Spb는 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-0-, -(CH2)p1-O-CO 및 -(CH2)p1-O-CO-O-, 및 이들의 거울상으로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼을 나타내고, 여기서 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3의 정수이고, 이들 기는 O 원자가 직접 인접하지 않도록 Pa 또는 Pb와 연결된다.
화학식 P의 화합물 중, 특히 하기 치환기 정의를 가지는 화합물이 바람직하다:
- 라디칼 Pa 및 Pb는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오르아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
- 라디칼 Spa 및 Spb는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-0-, -(CH2)p1-0-CO- 및 -(CH2)p1-0-O-, 및 이들의 거울상으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3의 정수이고, 이들 라디칼은 O 원자가 직접 인접하지 않도록 Pa 또는 Pb와 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 바람직하게 사용되는 화학식 P의 화합물은 정확히 2개의 고리를 포함하는 것(n1 = n2 = 0)이고, 이들은 바람직하게는 6-원 고리이다. 하기 화학식 Pa 내지 Ps의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물이 특히 바람직하다:
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
상기 식에서,
Pa, Pb, Spa, Spb, s1 및 s2는 상기 화학식 P에서 정의된 바와 같고, 바람직하게는 Spa 및 Spb는 알킬렌-(CH2)n이고, 여기서 n은 바람직하게는 3, 4, 5, 6 또는 7이며, Pa 및 Pb는 바람직하게는 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 잔기이다. 화학식 Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, Pf, Pg, Ph 및 Pi의 군으로부터 선택된 화합물, 특히 화학식 Pa의 화합물의 사용이 특히 바람직하다.
화학식 P에서, 잔기 "A2-Q-A3"은 바람직하게는 하기 화학식의 잔기이다:
Figure pct00053
상기 식에서,
바람직하게는 2개의 페닐렌 고리 중 적어도 하나는 H와 상이한 하나 이상의 L로 치환되고, 여기서 r은 각각의 고리에 대해 독립적이고, 바람직하게는 각각의 고리에 대해 0, 1 또는 2이다.
화학식 P의 화합물뿐만 아니라 이의 각각의 하위 화학식에서, 바람직하게
Pa 및 Pb는, 서로 독립적으로, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 또한 플루오르아크릴레이트이고,
Spa 및 Spb는, 서로 독립적으로, -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-, -CO-O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 여기서 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3의 정수이고, 이들 잔기는 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 Pa 또는 Pb와 연결된다.
Pa 및 Pb가 비닐옥시-, 아크릴레이트-, 메타크릴레이트-, 플루오르아크릴레이트-, 클로로아크릴레이트-, 옥세탄- 또는 에폭시 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트- 또는 메타크릴레이트이고; Spa 및 Spb가 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-, -CO-O-(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 여기서 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1, 2 또는 3의 정수이고, 이들 잔기는 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 Pa 또는 Pb와 연결되는, 화학식 P의 화합물의 사용이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 중합체 안정화된 장치를 위한 중합체 전구체에 사용하기에 적합하고 바람직한 공-단량체는 예를 들어 하기 화학식 M1 내지 M29로부터 선택된다:
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
상기 식에서,
P1 및 P2는 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 Pa에 대해 전술 및 후술된 의미 중 하나를 갖는 중합가능한 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오르아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시- 또는 에폭시 기이고,
Sp1 및 Sp2는 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 Spa에 대해 전술 및 후술된 의미 중 하나를 갖는 단일 결합 또는 스페이서 기, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 여기서 p1은 1 내지 12의 정수이고, 나중에 언급된 기들은 O 원자를 통해 인접한 고리에 연결되거나,
P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상은 Raa일 수 있되, 화합물 내에 존재하는 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 적어도 하나는 Raa가 아니고,
Raa는 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬(여기서, 하나 이상의 비-인접한 -CH2- 기는, 서로 독립적으로, O- 또는 S- 원자 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형, 임의적으로로 단일- 또는 다중-플루오르화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카보닐, 알콕시카보닐 또는 알킬카보닐옥시이고, 이때 상기 알케닐 및 알키닐 기는 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 상기 분지형 기는 3개 이상의 탄소 원자를 갖고,
R0 및 R00은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고,
Ry 및 Rz는 각각, 서로 독립적으로, H, F, CH3 또는 CF3이고,
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-이고,
Z2 및 Z3은 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n-이고, 여기서 n은 2, 3 또는 4이고,
L은 각각의 경우에 서로 독립적으로 F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형의 임의적으로 단일- 또는 다중-플루오르화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 바람직하게는 F이고,
L' 및 L"은 각각, 서로 독립적으로, H, F 또는 Cl이고,
r은 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
s는 0, 1, 2 또는 3이고,
t는 0, 1 또는 2이고,
x는 0 또는 1이다.
메소젠성 매질이 청색인 온도에서 작동가능하고/하거나 작동하는 본 발명에 따른 장치에 사용하기에 적합하고 바람직한 공단량체는 예를 들어 중합체 안정화 시스템의 전구체에 1 내지 9 중량%, 특히 바람직하게는 4 내지 7 중량%의 농도로 존재하는 단일-반응성 화합물의 군으로부터 선택된다. 바람직한 단일-반응성 화합물은 상기 화합물이 단일 반응성 기만을 갖도록 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상이 나머지 Raa인 화학식 M1 내지 M29의 화합물이다.
특히 바람직한 단일-반응성 화합물은 하기 화학식 M16-A 및 M17-A의 화합물이다:
Figure pct00059
상기 식에서,
P1, Sp1 및 Raa는 전술된 각각의 의미를 갖고, P1은 바람직하게는 아크릴레이트(CH2=CH-CO-O-) 또는 메타크릴레이트(CH2=C(CH3)-CO-O-)이다.
이들 중에서도, 하기 화학식 M17-A의 화합물이 특히 바람직하다:
Figure pct00060
상기 식에서,
n은 정수, 바람직하게는 1 내지 16, 바람직하게는 2 내지 8의 범위에서 짝수이고,
m은 1 내지 15, 바람직하게는 2 내지 7의 정수이다.
전술 및 후술된 LC 매질, 바람직하게는 고주파 기술용, 특히 위상 천이기 또는 마이크로파 안테나, 예를 들면, 누설 안테나용 LC 장치, 이의 방법 또는 용도가 특히 바람직하고, 여기서 LC 매질 또는 본원에 존재하는 중합가능한 또는 중합된 성분이 하나 이상의 하기 화학식 M10-A의 화합물을 포함한다:
Figure pct00061
상기 식에서,
Pa, Pb, Spa, Spb, s1, s2 및 L은 상기 및 하기에 나타낸 의미를 갖고, r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, Z2 및 Z3은 각각, 서로 독립적으로, -CF2-O- 또는 -O-CF2-를 나타내고, 바람직하게는 Z2는 -CF2-O-이고, Z3은 -O-CF2- 또는 그 반대이거나, Z2는 -CO-O-이고, Z3은 -O-CO- 또는 그 반대이고, 가장 바람직하게는, Z2는 -CF2-O-이고, Z3은 -O-CF2-이거나, Z2는 -CO-O-이고, Z3은 -O-CO-이다.
바람직하게는 본 발명에 따라 사용된 액정 매질은 중합체 전구체 또는 중합체 전구체의 일부로서 1개, 2개 또는 그 이상의 반응성 메소젠, 바람직하게는 하나 이상의 단일-반응성 메소젠 및 동시에 하나 이상의 이-반응성 메소젠을 포함한다. 임의적으로, 하나 이상의 반응성 메소젠은 비-메소젠성, 바람직하게는 HDMA, HDDMA, EHA, EA, EMA 등에서 선택되는 등방성, 반응성 화합물로 각각 대체될 수 있다.
본원의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용된 액정 매질은 1개, 2개 또는 그 이상의 반응성 메소젠, 바람직하게는 하나 이상의 단일-반응성 메조젠 및 동시에 하나 이상의 이-반응성 메조젠을 포함하는 중합체 전구체의 중합, 바람직하게는 광중합에 의해 수득되거나 수득될 수 있는 중합체를 포함한다. 임의적으로, 하나 이상의 반응성 메소젠은 바람직하게는 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA), 1,3,3-트라이메틸헥실 아크릴레이트(TMHA), 헥사놀다이아크릴레이트(HDDA), 헥사놀다이메타크릴레이트(HDDMA) 등뿐만 아니라 메틸메타크릴레이트(MMA), 에틸아크릴레이트(EA), 에틸메타크릴레이트(EMA) 및 6-(4'-시아노바이페닐-4-일옥시)헥실아크릴레이트(6CBA), 메소젠성 단량체로부터 선택된 비-메소젠성, 등방성, 반응성 화합물로 각각 대체될 수 있다:
Figure pct00062
Figure pct00063
바람직하게는 하나 이상, 가장 바람직하게는 모든, 단일-반응성 메소젠은 메타크릴레이트이고, 또한 바람직하게는 하나 이상, 가장 바람직하게는 모든 단일-반응성 메소젠은 비스아크릴레이트 및 혼합된 아크릴레이트-메타크릴레이트의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 비스아크릴레이트이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은 하기를 포함한다:
- 하나 이상의 화학식 T, 바람직하게는 화학식 T-1 또는 화학식 T-3의 화합물, 및 가장 바람직하게는 하나 이상의 화학식 T-1의 화합물 및 하나 이상의 화학식 T-3의 화합물, 바람직하게는,
- 하나 이상의 화학식 CC의 화합물, 또는
- 하나 이상의 화학식 CP의 화합물, 또는
- 하나 이상의 화학식 CC의 화합물 및
- 하나 이상의 화학식 CP의 화합물, 및
이들 화합물 이외에도, 바람직하게는,
- 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및
- 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 또는
- 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및
- 하나 이상의 화학식 III의 화합물, 또는
- 하나 이상의 화학식 II의 화합물 및
- 하나 이상의 화학식 III의 화합물, 또는, 가장 바람직하게는,
- 하나 이상의 화학식 I의 화합물
- 하나 이상의 화학식 II의 화합물 및
- 하나 이상의 화학식 III의 화합물.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 하나 이상의 화학식 II의 화합물 및 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함한다.
하나 이상의 화학식 I의 화합물, 하나 이상의 화학식 II의 화합물 및 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 액정 매질이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에 따라 사용된 액정 매질은 하나 이상의 화학식 IV의 화합물을 포함한다:
Figure pct00064
상기 식에서,
Figure pct00065
는
Figure pct00066
Figure pct00067
,
바람직하게는
Figure pct00068
,
특히 바람직하게는
Figure pct00069
L4는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 또는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알케닐, 바람직하게는 CH3, C2H5, n-C3H7(-(CH2)2CH3), i-C3H7(-CH(CH3)2), 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로헥실, 사이클로펜트-1-에닐 또는 사이클로헥스-1-에닐, 특히 바람직하게는 CH3, C2H5, 사이클로프로필 또는 사이클로부틸을 나타내고,
X4는 H, 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 할로겐, 바람직하게는 H, F 또는 Cl, 특히 바람직하게는 H 또는 F, 매우 특히 바람직하게는 F를 나타내고,
R41 내지 R44는, 서로 독립적으로, 각각 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 각각 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬, 또는 각각 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬, 알킬사이클로알킬, 사이클로알케닐, 알킬사이클로알케닐, 알킬사이클로알킬알킬 또는 알킬사이클로알케닐알킬을 나타내거나, R43 및 R44 중 하나 또는 둘 다는 또한 H를 나타내고,
바람직하게는 R41 및 R42는, 서로 독립적으로, 각각 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 각각 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
특히 바람직하게는 R41은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬, 또는 각각 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬이고,
특히 바람직하게는 R42는 각각 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시이고,
바람직하게는 R43 및 R44는 H, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬, 3 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 사이클로알킬 또는 사이클로알케닐, 각각 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬사이클로헥실 또는 비-플루오르화된 사이클로헥실알킬, 또는 5 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬사이클로헥실알킬, 특히 바람직하게는 사이클로프로필, 사이클로부틸 또는 사이클로헥실을 나타내고, 매우 특히 바람직하게는 R43 및 R44 중 적어도 하나는 n-알킬, 특히 바람직하게는 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, 다른 하나는 H 또는 n-알킬, 특히 바람직하게는 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타낸다.
바람직하게는 액정 매질은 바람직하게는 20 μm-1 이상, 바람직하게는 40 μm-1 이상, 더욱 바람직하게는 60 μm-1 이상, 가장 바람직하게는 80 μm-1 이상 내지 260 μm-1 이하의 나선형 꼬임력(HTP)의 절대 값을 갖는 하나 이상의 키랄 도판트를 함유한다.
본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 15% 내지 90%, 바람직하게는 20% 내지 85%,특히 바람직하게는 25% 내지 80%의 화학식 I의 화합물을 포함한다.
본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 1% 내지 70%, 바람직하게는 2% 내지 65%, 특히 바람직하게는 3% 내지 60%의 화학식 II의 화합물을 포함한다.
본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 0% 내지 60%, 바람직하게는 5% 내지 55%, 특히 바람직하게는 10% 내지 50%의 화학식 Ⅲ의 화합물을 포함한다.
액정 매질이 각각의 경우에 하나 이상의 화학식 I, II 및 III의 화합물을 포함하는 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 농도는 바람직하게는 45% 내지 75%, 바람직하게는 50% 내지 70%, 특히 바람직하게는 55% 내지 65%이고, 화학식 II의 화합물의 농도는 바람직하게는 1% 내지 20%, 바람직하게는 2% 내지 15%, 특히 바람직하게는 3% 내지 10%이고, 화학식 III의 화합물의 농도는 바람직하게는 1% 내지 30%, 바람직하게는 5% 내지 25%, 특히 바람직하게는 5% 내지 20%이다.
액정 매질이 각각의 경우에 하나 이상의 화학식 I, II 및 III의 화합물을 포함하는 본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 농도는 바람직하게는 15% 내지 40%, 바람직하게는 20% 내지 35%, 특히 바람직하게는 25% 내지 30%이고, 화학식 II의 화합물의 농도는 바람직하게는 10% 내지 35%, 바람직하게는 15% 내지 30%, 특히 바람직하게는 20% 내지 25%이고, 화학식 III의 화합물의 농도는 바람직하게는 25% 내지 50%, 바람직하게는 30% 내지 45%, 특히 바람직하게는 35% 내지 40%이다.
액정 매질이 각각의 경우에 하나 이상의 화학식 I 및 II의 화합물을 포함하지만, 화학식 III의 화합물을 최대 5% 이하, 바람직하게는 전혀 포함하지 않는 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 농도는 바람직하게는 10% 내지 50%, 바람직하게는 20% 내지 40%, 특히 바람직하게는 25% 내지 35%이고, 화학식 II의 화합물의 농도는 바람직하게는 40% 내지 70%, 바람직하게는 50% 내지 65%, 특히 바람직하게는 55% 내지 60%이고, 화학식 III의 화합물의 농도는 바람직하게는 1% 내지 4%, 바람직하게는 1% 내지 3%, 특히 바람직하게는 0%이다.
본원에 따른 액정 매질은 특히 바람직하게는 총 50% 내지 80%, 바람직하게는 55% 내지 75%, 특히 바람직하게는 57% 내지 70%의 화학식 I-1의 화합물 및/또는 총 5% 내지 70%, 바람직하게는 6% 내지 50%, 특히 바람직하게는 8% 내지 20%의 화학식 I-2 및 I-3의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함한다.
본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 5% 내지 60%, 바람직하게는 10% 내지 50%, 특히 바람직하게는 7% 내지 20%의 화학식 II의 화합물을 포함한다.
단일 동족체 화합물을 사용하는 경우, 이들 한계치는 바람직하게는 2% 내지 20%, 특히 바람직하게는 1% 내지 15%인 상기 동족체의 농도에 상응한다. 2개 이상의 동족체를 사용하는 경우, 개별 동족체의 농도는 각각의 경우 바람직하게는 1% 내지 15%이다.
화학식 I 내지 III의 화합물은 각각의 경우 3 초과의 유전 이방성을 갖는 유전적으 로 양성인 화합물, 3 미만 및 -1.5 초과의 유전 이방성을 갖는 유전적으로 중성인 화합물, 및 -1.5 이하의 유전 이방성을 갖는 유전적으로 음성인 화합물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 화학식 CC의 화합물을 포함하고, 이때,
알케닐은 비닐 또는 1-E-프로페닐, 가장 바람직하게는 비닐을 나타내고,
R01은 3 내지 10개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자, 가장 바람직하게는 3개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 화학식 CC의 화합물을 포함하고, 이때,
알케닐은 비닐 또는 1-E-프로페닐, 가장 바람직하게는 비닐을 나타내고,
R01은 2 내지 10개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 가장 바람직하게는 비닐 또는 1-E-프로페닐을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 화학식 CP의 화합물을 포함하고, 이때,
R01은 1 내지 17개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 또는 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 바람직하게는 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R02는 1 내지 17개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 바람직하게는 1 또는 2개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 바람직하게는 하기 화학식 I-1 내지 I-3의 화합물, 바람직하게는 화학식 I-1 및/또는 I-2 및/또는 I-3의 화합물, 바람직하게는 화학식 I-1 및 I-2의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하고, 더욱 바람직하게는 화학식 I의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00070
상기 식에서, 파라미터는 화학식 I에 대해 전술된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게는,
R11은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
R12는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알콕시를 나타내고,
X11 및 X12는 서로 독립적으로 F, Cl, -OCF3, -CF3, -CN, -NCS 또는 -SF5, 바람직하게는 F, Cl, -OCF3 또는 -CN을 나타낸다.
화학식 I-1의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-1a 내지 I-1d의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 I-1의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00071
상기 식에서, 파라미터는 화학식 I-1에 대해 전술된 각각의 의미를 갖고,
Y11 및 Y12는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 바람직하게
R11은 알킬 또는 알케닐을 나타내고,
X11은 F, Cl 또는 -OCF3을 나타낸다.
화학식 I-2의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-2a 내지 I-2e의 화합물의 군 및/또는 화학식 I-2f 및 I-2g의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 이들 화학식 I-2의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00072
Figure pct00073
상기 식에서, 각각의 경우 화학식 I-2a의 화합물은 화학식 I-2b 및 I-2c의 화합물로부터 제외되고, 화학식 I-2b의 화합물은 화학식 I-2c의 화합물로부터 제외되고, 화학식 I-2g의 화합물은 화학식 I-2f의 화합물로부터 제외되고,
상기 파라미터는 화학식 I-1에 대해 전술된 각각의 의미를 갖고,
Y11 및 Y12는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 바람직하게
R11은 알킬 또는 알케닐을 나타내고,
X11은 F, Cl 또는 -OCF3을 나타내고, 바람직하게
Y11 및 Y12 중 하나는 H를 나타내고, 다른 하나는 H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는 H를 나타낸다.
화학식 I-3의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-3a의 화합물이다:
Figure pct00074
상기 식에서, 파라미터는 화학식 I-1에 대해 전술된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게
X11은 F, Cl, 바람직하게는 F를 나타내고,
X12는 F, Cl 또는 -OCF3, 바람직하게는 -OCF3을 나타낸다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물은 화합물 I-1a 내지 I-1d의 화합물의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 화합물 I-1c 및 I-1d의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 I의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다.
화학식 I-1a의 화합물은 바람직하게는 하기 화합물 I-1a-1 및 I-1a-2의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 I-1a의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00075
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 7, 바람직하게는 1 내지 5, 특히 바람직하게는 3 또는 7의 정수를 나타낸다.
화학식 I-1b의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-1b-1의 화합물이다:
Figure pct00076
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타낸다.
화학식 I-1c의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-1c-1 내지 I-1c-4의 화합물의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 화학식 I-1c-1 및 I-1c-2의 화합물 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 I-1c의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00077
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타낸다.
화학식 I-1d의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-1d-1 및 I-1d-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 I-1d-2의 화합물 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 I-1d의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00078
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타낸다.
화학식 I-2a의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-2a-1 및 I-2a-2의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 I-2a-1의 화합물 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 I-2a의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00079
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
특히 화학식 I-2a-1에서, (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 (CnH2n+1 및 CmH2m+1), (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), (CH2=CH-(CH2)Z 및 CmH2m+1), (CH2=CH-(CH2)Z 및 O-CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 (CH2)Z-CH=CH2)이다.
화학식 I-2b의 바람직한 화합물은 하기 화학식 I-2b-1의 화합물이다:
Figure pct00080
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 I-2c의 바람직한 화합물은 하기 화학식 I-2c-1의 화합물이다:
Figure pct00081
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 I-2d의 바람직한 화합물은 하기 화학식 I-2d-1의 화합물이다:
Figure pct00082
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 I-2e의 바람직한 화합물은 하기 화학식 I-2e-1의 화합물이다:
Figure pct00083
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
화학식 I-2f의 바람직한 화합물은 하기 화학식 I-2f-1의 화합물이다:
Figure pct00084
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 I-2g의 바람직한 화합물은 하기 화학식 I-2g-1의 화합물이다:
Figure pct00085
상기 식에서,
R11은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R12는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R11 및 R12)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-1 내지 II-4의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 II의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성되되, 화학식 II-2의 화합물은 화학식 II-1의 화합물로부터 제외된다:
Figure pct00086
상기 식에서,
Z21 및 Z22는 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-, 바람직하게는 트랜스-CH=CH-를 나타내고, 다른 파라미터는 화학식 II에 대하여 전술된 의미를 갖고, 바람직하게
R21 및 R22는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비플루오르 화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
X22는 F, Cl, -CN 또는 -NCS, 바람직하게는 -NCS를 나타내고,
Figure pct00087
중 하나는
Figure pct00088
다른 하나는 서로 독립적으로,
Figure pct00089
R21은 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R22는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
화학식 II-1의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-1a 및 II-1b의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 II-1a의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 II-1의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00090
상기 식에서,
R21은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R22는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R21 및 R22)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 화학식 II-1a의 경우 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1), 화학식 II-1b의 경우 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
화학식 II-2의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-2a의 화합물이다:
Figure pct00091
상기 식에서,
R21은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R22는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R21 및 R22)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
화학식 II-3의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-3a의 화합물이다:
Figure pct00092
상기 식에서, 파라미터는 화학식 II-3에 대해 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는
R21은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 7, 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
X22는 -F, -Cl, -OCF3, -CN 또는 -NCS, 특히 바람직하게는 -NCS를 나타낸다.
화학식 II-4의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-4a의 화합물이다:
Figure pct00093
상기 식에서, 파라미터는 화학식 II-4에 대해 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는
R21은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 7, 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
X22는 -F, -Cl, -OCF3, -CN 또는 -NCS, 특히 바람직하게는 -NCS를 나타낸다.
추가의 바람직한 화학식 II의 화합물은 하기 화학식의 화합물이다:
Figure pct00094
상기 식에서,
n은 0 내지 7, 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타낸다.
화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 III-1 내지 III-7의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 III의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성되되, 화학식 III-5의 화합물은 화학식 III-6의 화합물로부터 제외된다:
Figure pct00095
상기 식에서, 파라미터는 화학식 I에 대해 전술된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게
R31은 각각 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
R32는 각각 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
X32는 F, Cl 또는 -OCF3, 바람직하게는 F를 나타내고, 특히 바람직하게
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R32는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
화학식 III-1의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-1a 내지 III-1d의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 III-1의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00096
상기 식에서,
X32는 화학식 III-2에 대하여 전술된 의미를 갖고,
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 1 내지 7, 바람직하게는 2 내지 6, 특히 바람직하게는 2, 3 또는 5를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타내고,
X32는 바람직하게는 F를 나타낸다.
화학식 III-2의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-2a 및 III-2b의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 III-2a의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 III-2의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00097
상기 식에서,
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R32는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R31 및 R32)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 III-3의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-3a의 화합물이다:
Figure pct00098
상기 식에서,
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R32는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R31 및 R32)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 III-4의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-4a의 화합물이다:
Figure pct00099
상기 식에서,
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R32는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R31 및 R32)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 III-5의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-5a 및 III-5b의 화합물의 군, 바람직하게는 III-5a의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 III-5의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00100
상기 식에서,
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R32는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R31 및 R32)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 III-6의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-6a 및 III-6b의 화합물 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 III-6의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00101
상기 식에서,
R31은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)Z를 나타내고,
R32는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)Z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R31 및 R32)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
본 발명에 따른 매질은 임의적으로 하나 이상의 하기 화학식 IV의 화합물을 포함한다:
Figure pct00102
상기 식에서,
R41 및 R42는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 알케닐옥시 또는 알콕시알킬, 바람직하게는 비-플루오르화된 알킬 또는 알케닐을 나타내고,
Z41 및 Z42 중 하나는 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, 다른 하나는 서로 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나는 -C≡C- 또는 트랜스-CH=CH-를 나타내고, 다른 하나는 단일 결합을 나타내고,
Figure pct00103
은
Figure pct00104
를 나타내고,
Figure pct00105
은, 서로 독립적으로,
Figure pct00106
본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 0 내지 40%, 바람직하게는 0 내지 30% 및 특히 바람직하게는 5 내지 25%의 화학식 IV의 화합물을 포함한다.
화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IV-1 내지 IV-3의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 IV의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00107
상기 식에서,
Y41 및 Y42 중 하나는 H를 나타내고, 다른 하나는 H 또는 F를 나타내고,
R41은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R42는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R41 및 R42)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 IV-1의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IV-1a 내지 IV-1c의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 IV-1의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00108
상기 식에서,
R41은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R42는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R41 및 R42)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 IV-2의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IV-2a의 화합물이다:
Figure pct00109
상기 식에서,
R41은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R42는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R41 및 R42)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1), (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1) 및 (CH2=CH-(CH2)Z 및 CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 IV-3의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IV-3a의 화합물이다:
Figure pct00110
상기 식에서,
R41은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R42는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 (R41 및 R42)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
본 발명에 따른 매질은 임의적으로 하나 이상의 하기 화학식 V의 화합물을 포함한다:
Figure pct00111
상기 식에서,
L51은 R51 또는 X51을 나타내고,
L52는 R52 또는 X52를 나타내고,
R51 및 R52는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 알케닐옥시 또는 알콕시알킬, 바람직하게는 비-플루오르화된 알킬 또는 알케닐을 나타내고,
X51 및 X52는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알콕시알킬, 바람직하게는 플루오르화된 알콕시, 플루오르화된 알케닐옥시, F 또는 Cl을 나타내고,
Z51 내지 Z53은, 서로 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고, 특히 바람직하게는 모두 단일 결합을 나타내고,
Figure pct00112
은
Figure pct00113
를 나타내고,
Figure pct00114
는, 서로 독립적으로,
Figure pct00115
화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 V-1 내지 V-3의 화합물 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 V의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00116
상기 식에서, 파라미터는 화학식 V에 대하여 전술된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게는,
Figure pct00117
중 하나는
Figure pct00118
를 나타내고,
R51은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R52는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 파라미터의 쌍(R51 및 R52)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 하기 화학식 V의 화합물을 총 5% 내지 30%, 바람직하게는 10% 내지 25%, 특히 바람직하게는 15% 내지 20%로 포함한다.
화학식 V-1의 화합물은 바람직하게는 화학식 V-1a 내지 V-1e의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 V-1의 화합물은 주로, 더욱 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00119
상기 식에서, 파라미터는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게
R51은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1을 나타내고,
n은 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
X52는 바람직하게는 F 또는 Cl을 나타낸다.
화학식 V-2의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 V-2a 및 V-2b의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 화학식 V-2의 화합물은 주로, 바람직하게는 본질적으로, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다:
Figure pct00120
상기 식에서,
R51은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R52는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 파라미터의 쌍(R51 및 R52)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1)이다.
화학식 V-3의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 V-3a 및 V-3b의 화합물이다:
Figure pct00121
상기 식에서,
R51은 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CnH2n+1 또는 CH2=CH-(CH2)z를 나타내고,
R52는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는 CmH2m+1 또는 O-CmH2m+1 또는 (CH2)z-CH=CH2를 나타내고,
n 및 m은, 서로 독립적으로, 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 7, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 정수를 나타내고,
z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.
여기서 파라미터의 쌍(R51 및 R52)의 바람직한 조합은 특히 (CnH2n+1 및 CmH2m+1) 및 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1), 특히 바람직하게는 (CnH2n+1 및 O-CmH2m+1)이다.
적합하고 바람직한 중합 방법은 예를 들어 열로 유도된 중합 또는 광 중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 광중합이다. 하나 이상의 개시제가 또한 선택적으로 여기에 첨가될 수 있다. 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있으며 문헌에 기재되어 있다. 유리 라디칼 중합에 적합한 것은 예를 들면 바람직하게는 시판중인 광개시제 이르가큐어(Irgacure)(등록상표) 184, 이르가큐어(등록상표) 369, 이르가큐어(등록상표) 651, 이르가큐어(등록상표) 784(바람직하게), 이르가큐어(등록상표) 819(바람직하게), 이르가큐어(등록상표) 907 또는 이르가큐어(등록상표) 1300(모두 바스프(BASF) 제품) 또는 다로큐어(Darocure)(등록상표) 1173(시바 아게(Ciba AG) 제품)이다. 개시제를 사용하는 경우, 그 비율은 바람직하게는 0.001% 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001% 내지 1 중량%이다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물은 또한 개시제가 없는 중합에도 적합하며, 예를 들어 물질 비용이 낮고, 특히 개시제 또는 그의 분해 생성물의 가능한 잔류량에 의해 LC 매질이 적게 오염되는 등의 상당한 장점을 수반한다. 따라서 중합은 또한 개시제를 첨가하지 않고 수행될 수 있다. 이에 따라, 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 중합 개시제를 포함하지 않는다.
중합가능한 성분 또는 LC 매질은 또한 예를 들어 저장 또는 수송 중에 RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있으며 문헌에 기재되어 있다. 특히 적합한 것은 예를 들어 이르가녹스(Irganox)(등록상표) 시리즈(시바 아게 제품)로부터 상업적으로 입수가능한 안정화제, 예컨대 이르가녹스(등록상표) 1076이다. 안정화제가 사용되는 경우, 이들의 비율은 RM을 포함하는 LS 또는 중합가능한 성분의 혼합물의 총량을 기준으로 바람직하게는 10 ppm 내지 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 ppm 내지 2,000 ppm, 가장 바람직하게는 0.2% 또는 약 0.2%이다.
혼합물은 중합 전에 전술된 바와 같이 특성규명된다. 반응성 성분이 1회 조사(180초)에 의해 중합되면, 생성된 매질은 재특성규명된다.
매질의 중합은 바람직하게는 180초 동안 약 3.0 mW/㎠의 유효 전력을 갖는 UV 램프(예를 들어, 다이맥스(Dymax), 블루웨이브(Bluewave) 200, 365 nm 간섭 필터)로 조사하여 수행된다. 중합은 시험 셀/안테나 장치에서 직접 수행된다. UV 유도 호스트 분해를 최소화하기 위해, 적합한 롱 패스 필터는 예를 들어 쇼트(Schott) GG395 또는 GG410이 유리하게 적용된다.
중합은 실온에서 수행된다.
최대 안정화를 초래하는 전체 조사 시간은 표시된 조사 전력에서 전형적으로 180초이다. 추가의 중합은 최적화된 조사/온도 프로그램에 따라 수행될 수 있다.
중합 전에 매질에서 중합가능한 화합물의 총 농도는 바람직하게는 1% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 15%, 가장 바람직하게는 2% 내지 10%이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 3보다 큰 유전 이방성을 갖는 하나 이상의 유전적으로 양성인 화학식 I-1의 화합물을 포함한다.
상기 매질은 바람직하게는 -1.5 내지 3 범위의 유전 이방성을 갖는 하나 이상의 유전적으로 중성인 화학식 I-2의 화합물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함한다.
본 발명에 따라 사용된 액정 매질, 바람직하게는 또는 더욱 액정 매질의 네마틱 성분은 바람직하게는 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 특히 바람직하게는 2% 이하, 매우 특히 바람직하게는 1% 이하를 포함하고, 특히 절대적으로 2개 이하의 5- 및/또는 6-원 고리를 갖는 화합물은 전혀 없다.
약어(두문자)의 정의는 마찬가지로 하기 표 D에 나타내거나 표 A 내지 C로부터 명백하다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 T, CC, CP 및 I 내지 V의 화합물, 바람직하게는 화학식 T, CC, CP 및 I 내지 IV의 화합물 및 매우 바람직하게는 화학식 T, CC, I 내지 III 및/또는 V의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함하고, 더욱 바람직하게는 주로, 더욱더 바람직하게는 본질적으로, 매우 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다.
본원에서, 조성물과 관련하여 "포함한다"는 해당 물질, 즉 매질 또는 성분이 표시된 성분 또는 화합물을 바람직하게는 10% 이상, 매우 바람직하게는 20% 이상의 총 농도로 포함하는 것을 의미한다.
이와 관련하여, "주로 구성된다"는 해당 물질이 표시된 성분 또는 화합물을 55% 이상, 바람직하게는 60% 이상, 매우 바람직하게는 70% 이상 포함하는 것을 의미한다.
이와 관련하여, "본질적으로 구성된다"는 해당 물질이 표시된 성분 또는 화합물을 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 매우 바람직하게는 95% 이상 포함하는 것을 의미한다.
이와 관련하여, "전적으로 구성된다"는 해당 물질이 표시된 성분 또는 화합물을 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상, 매우 바람직하게는 100.0% 포함하는 것을 의미한다.
상기 명시적으로 언급되지 않은 다른 메소젠성 화합물도 임의적으로 유리하게는 본 발명에 따른 매질에 사용될 수 있다. 이러한 화합물은 당업자에게 공지되어 있다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 90℃ 이상, 더욱 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱더 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 150℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 170℃ 이상의 등명점을 갖는다.
본 발명에 따른 매질의 네마틱 상은 바람직하게는 적어도 0℃ 이하 내지 90℃ 이상, 바람직하게는 최대 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 적어도 -10℃ 이하 내지 100℃ 이상, 매우 바람직하게는 적어도 -20℃ 이하 내지 100℃ 이상, 특히 적어도 -20℃ 이하 내지 110℃ 이상 확장된다.
1 ㎑ 및 20℃에서 본 발명에 따른 액정 매질의 Δε는 바람직하게는 1 이상, 더욱 바람직하게는 2 이상, 매우 바람직하게는 3 이상이다.
589 nm(NaD) 및 20℃에서 본 발명에 따른 액정 매질의 Δn은 바람직하게는 0.200 이상 내지 0.90 이하, 더욱 바람직하게는 0.250 이상 내지 0.90 이하, 더욱더 바람직하게는 0.300 이상 내지 0.85 이하, 매우 특히 바람직하게는 0.350 이상 내지 0.800 이하이다.
본원의 제 1 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질의 Δn은 바람직하게는 0.50 이상, 더욱 바람직하게는 0.55 이상이다.
LC 매질 중 화학식 T의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 1.0% 이상 40% 이하의 범위이고, 2개 이상의 동족체가 사용되는 경우, 바람직하게는 이 경우 각 동족체의 농도는 1.0% 이상 20% 이하의 범위이다. 하나의 동족체가 사용되는 경우, LC 매질 중 화학식 T의 화합물의 농도는 바람직하게는 1.0% 이상 내지 30% 이하의 범위이다.
본 발명에 따르면, 화학식 I의 개별 화합물은 바람직하게는 혼합물 전체의 10% 내지 70%, 더욱 바람직하게는 20% 내지 60%, 더욱더 바람직하게는 30% 내지 50%, 매우 바람직하게는 25% 내지 45%의 총 농도로 사용된다.
화학식 II의 화합물은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 바람직하게는 혼합물 전체의 1% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 1% 내지 15%, 더욱더 바람직하게는 2% 내지 15%, 매우 바람직하게는 3% 내지 10%의 총 농도로 사용된다.
화학식 III의 화합물은 바람직하게는 혼합물 전체의 1 내지 60%, 더욱 바람직하게는 5 내지 50%, 더욱더 바람직하게는 10 내지 45%, 매우 바람직하게는 15 내지 40%의 총 농도로 사용된다.
액정 매질은 바람직하게는 총 50% 내지 100%, 더욱 바람직하게는 70% 내지 100%, 매우 바람직하게는 80% 내지 100%, 특히 90% 내지 100%의, 화학식 T, CC, CP, I, II, III, IV 및 V의 화합물, 바람직하게는 화학식 T, CC, I, III, IV 및 V의 화합물, 더욱 바람직하게는 화학식 T, I, II, III, IV 및/또는 VI의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 주로, 매우 바람직하게는 전적으로 이들로 구성된다.
본원에서, 표현 "유전적으로 양성"은 Δε > 3.0인 화합물 또는 성분을 의미하고, "유전적으로 중성"은 -1.5 ≤ Δε ≤ 3.0인 화합물 또는 성분을 의미하고, "유전적으로 음성"은 Δε < -1.5인 화합물 또는 성분을 의미한다. Δε는 1 kHz의 주파수 및 20℃에서 결정된다. 각각의 화합물의 유전 이방성은 네마틱 호스트 혼합물 중의 각각의 개별 화합물의 10%의 용액의 결과로부터 결정된다. 호스트 혼합물 중의 각각의 화합물의 용해도가 10% 미만이면, 농도는 5%로 감소된다. 시험 혼합물의 정전 용량은 수직(homeotropic) 정렬을 갖는 셀 및 수평(homogeneous) 정렬을 갖는 셀 모두에서 결정된다. 두 가지 유형의 셀의 셀 두께는 약 20 μm이다. 인가된 전압은 1 kHz의 주파수 및 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V의 유효값을 갖는 구형파지만, 항상 각각의 시험 혼합물의 용량성 임계치 미만으로 선택된다.
Δε는 (ε∥ - ε⊥)으로 정의되는 반면, εave.는 (ε∥ + 2ε⊥)/3으로 정의된다.
유전적으로 양성인 화합물에 사용된 호스트 혼합물은 혼합물 ZLI-4792이고, 유전적으로 중성인 화합물 및 유전적으로 음성인 화합물에 사용된 호스트 혼합물은 혼합물 ZLI-3086이며, 이들은 모두 독일 소재의 메르크 카게아아로부터 입수된다. 화합물의 유전 상수의 절대 값은, 관심 화합물을 첨가할 경우 호스트 혼합물의 각각의 값의 변화로부터 결정된다. 상기 값은 관심 화합물의 100% 농도로 외삽된다.
20℃의 측정 온도에서 네마틱 상을 갖는 성분은 그대로 측정하고, 나머지는 모두 화합물과 같이 처리한다.
본원에서 달리 명확히 언급하지 않는 한, "임계 전압"이라는 표현은 광학 임계값을 나타내고 10% 상대 콘트라스트(V10)에 대한 것이며, "포화 전압"이라는 표현은 광학 포화도를 나타내고 90% 상대 콘트라스트(V90)에 대한 것이다. 프리드릭(Freederick) 임계값(VFr)이라고도 하는 용량성 임계 전압(V0)은 명시적으로 언급된 경우에만 사용된다.
본원에 기재된 파라미터 범위는, 달리 언급하지 않는 한, 모두 한계 값을 포함한다.
서로 조합되어 다양한 범위의 특성을 위해 기재된 상이한 상한치 및 하한치는 추가의 바람직한 범위를 제공한다.
본원 전체에 걸쳐, 달리 명백히 명시되지 않는 한, 하기 조건 및 정의가 사용된다. 모든 농도는 중량 퍼센트로 제시되고, 전체적으로 개별 혼합물에 관한 것이고, 모든 온도는 섭씨 온도로 제시되고, 모든 온도 차는 차등 값으로 제시된다. 모든 물리적 특성은 문헌 ["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 결정되고, 달리 명백히 명시되지 않는 한, 20℃의 온도로 제시된다. 광학 이방성(△n)은 589.3 nm의 파장에서 결정된다. 유전 이방성(△ε)은 1 kHz의 주파수에서 결정된다. 인가 전압뿐만 아니라 모든 다른 전기-광학적 특성들은 독일 소재의 메르크 카게아아에서 제조된 시험 셀을 사용하여 결정된다. △ε을 결정하기 위한 시험 셀은 대략 20 μm의 셀 두께를 갖는다. 전극은 1.13 ㎠의 면적 및 가드 링(guard ring)을 갖는 원형 ITO 전극이다. 배향 층은 수직 배향(ε∥)의 경우 일본 소재의 닛산 케미칼즈(Nissan Chemicals)로부터 입수한 SE-1211이고, 수평 배향(ε⊥)의 경우 일본 소재의 재팬 신테틱 러버(Japan Synthetic Rubber)로부터 입수한 폴리이미드 AL-1054이다. 전기 용량은 0.3　Vrms의 전압의 사인 곡선을 이용하여 솔라트론(Solatron) 1260 주파수 반응 분석기를 사용하여 결정된다. 전기 광학적 측정에 사용된 광은 백색 광이다. 독일 소재의 아우트로닉-멜처스(Autronic-Melchers)로부터 시판되는 DMS 기구를 사용하는 셋업(set-up)이 여기에 사용된다. 특성 전압은 수직 관찰하에 결정되었다. 임계 전압(V10), 중간-회색 전압(V50) 및 포화 전압(V90)은 각각 10%, 50% 및 90% 상대 콘트라스트로 결정되었다.
액정 매질은 문헌[A. Penirschke, S. Muller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548]에 기재된 마이크로파 주파수 범위에서 그의 특성에 대해 조사하였다.
또한, 이와 관련하여 문헌[A. Gaebler, F. Golden, S. Muller, A. Penirschke and R. Jakoby "Direct Simulation of Material Permittivies ...", 12MTC 2009 - International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapore, 2009 (IEEE), pp. 463-467] 및 DE 10 2004 029 429 A를 비교하였고, 여기서 측정 방법은 상세히 유사하게 기재된다.
액정을 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE) 모세관으로 도입한다. 모세관은 180 ㎛의 내부 반경 및 350 ㎛의 외부 반경을 갖는다. 유효 길이는 2.0 cm이다. 충전된 모세관을 30 GHz의 공명 주파수로 캐비티(cavity)의 중심으로 도입하였다. 이 캐비티는 6.6 mm의 길이, 7.1 mm의 폭 및 3.6 mm의 높이를 가진다. 그 후 입력 신호(공급원)를 인가하고, 출력 신호의 결과를 상업용 벡터 네트워크 분석기를 사용하여 기록한다.
액정으로 충전된 모세관을 사용한 측정과 액정으로 충전된 모세관이 없는 측정 사이의 공명 주파수 및 Q 인자에서의 변화를 사용하여, 문헌[A. Penirschke, S. Muller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548]에 기재된 식 10 및 11에 의한 상응하는 표적 주파수에서의 유전 상수 및 손실 각을 결정한다.
액정의 방향자(director)에 수직 및 수평인 성질을 가진 성분에 대한 값을 자기장에서의 액정의 정렬에 의해 수득한다. 이를 위해, 영구 자석의 자기장을 사용한다. 자기장의 강도는 0.35 테슬라이다. 자석의 정렬을 상응하게 설정한 후, 90°에 걸쳐 상응하게 회전시킨다.
바람직한 성분은 위상 천이기(phase shifter), 버랙터(varactor), 무선 및 라디오파 안테나 어레이, 정합 회로 적응형 필터 등이다.
본원에서, "화합물"이라는 용어는, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 하나의 화합물 및 복수의 화합물 모두를 의미하는 것으로 간주된다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 각각의 경우에 적어도 -20℃ 내지 80℃, 바람직하게는 -30℃ 내지 85℃, 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 내지 100℃에서 네마틱 상을 갖는다. 상기 상은 특히 바람직하게는 120℃ 이상, 바람직하게는 140℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 180℃ 이상까지 연장된다. 본원에서 "네마틱 상을 갖는다"라는 표현은 한편으로는 스멕틱 상 및 결정화가 상응하는 온도의 저온에서 관찰되지 않으며, 한편으로는 네마틱 상으로부터의 가열시 투명화가 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 저온에서의 관찰은 상응하는 온도에서 유동 점도계에서 수행되고 층 두께가 5 μm인 시험 셀에서 100 시간 이상 동안 저장하여 검사한다. 고온에서, 등명점은 통상의 방법으로 모세관에서 측정된다.
또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 가시 범위에서, 특히 589.0 nm의 파장에서(즉, NA"D"라인에서) 높은 광학 이방성 값에 의해 특성규명된다. 589 nm에서의 복굴절은 바람직하게는 0.20 이상, 특히 바람직하게는 0.25 이상, 특히 바람직하게는 0.30 이상, 특히 바람직하게는 0.40 이상, 매우 바람직하게는 0.45 이상이다. 또한, 복굴절은 바람직하게는 0.80 이하이다.
사용된 액정은 바람직하게는 양의 유전 이방성을 갖는다. 이는 바람직하게는 2 이상, 바람직하게는 4 이상, 특히 바람직하게는 6 이상, 매우 특히 바람직하게는 10 이상이다.
또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 마이크로파 범위에서 높은 이방성 값에 의해 특성규명된다. 약 8.3 GHz에서의 복굴절은 예를 들어 바람직하게는 0.14 이상, 특히 바람직하게는 0.15 이상, 특히 바람직하게는 0.20 이상, 특히 바람직하게는 0.25 이상, 매우 특히 바람직하게는 0.30 이상이다. 또한, 복굴절은 바람직하게는 0.80 이하이다.
마이크로파 범위에서 유전 이방성은 다음과 같이 정의된다:
Δεγ ≡ (εγ∥ - εγ⊥).
동조성(τ)은 다음과 같이 정의된다:
τ≡ (Δεγ/εγ∥).
성능 지수(figure of merit, FOM)라고도 하는 물질 품질(η)은 다음과 같이 정의되고:
η≡(τ/tan δεγmax)
여기서, 최대 유전체 손실은 다음과 같다:
tan δεγmax ≡ max.{tan δεγ⊥; tan δεγ∥}
바람직한 액정 물질의 품질(η)은 6 이상, 바람직하게는 8 이상, 바람직하게는 10 이상, 바람직하게는 15 이상, 바람직하게는 17 이상, 바람직하게는 20 이상, 특히 바람직하게는 25 이상, 매우 특히 바람직하게는 30 이상이다.
상응하는 성분에서, 바람직한 액정 물질은 15 °/dB 이상, 바람직하게는 20 °/dB 이상, 바람직하게는 30 °/dB 이상, 바람직하게는 40 °/dB 이상, 바람직하게는 50 °/dB 이상, 특히 바람직하게는 80 °/dB 이상, 매우 특히 바람직하게는 100 °/dB 이상의 위상 천이기 특성을 갖는다.
그러나, 일부 실시양태에서, 음의 유전 이방성 값을 갖는 액정이 또한 유리하게 사용될 수 있다.
LC 매질에서 키랄 도판트의 농도, 각각의 키랄 도판트의 총 농도는 바람직하게는 0.05% 이상 내지 5% 이하, 더욱 바람직하게는 0.1% 이상 내지 1% 이하, 가장 바람직하게는 0.2% 이상 내지 0.8% 이하의 범위이다. 이러한 바람직한 농도 범위는 특히 각각 키랄 도판트 S-2011, 이의 거울상이성질체 형태 R-2011(둘 다 메르크 카게아아로부터 입수)에 적용되고 키랄 도판트의 경우 동일하거나 유사한 HTP를 갖는다. S-2011과 비교하여 HTP의 절대 값이 높거나 낮은 키랄 도판트의 경우, 이러한 바람직한 농도는 각각 S-2011의 농도에 상대적인 이들의 HTP 값의 비율에 따라 비례하여 감소하고 증가하여야 한다.
사용된 액정은 개별 물질 또는 혼합물이다. 이들은 바람직하게는 네마틱 상을 갖는다.
용어 "알킬"은 바람직하게는 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지형 알킬 기, 특히 직쇄 기인 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸을 포함한다. 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.
용어 "알케닐"은 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지형 알케닐 기, 특히 직쇄 기를 포함한다. 특히 바람직한 알케닐 기는 C2- 내지 C7-1E-알케닐, C4- 내지 C7-3E-알케닐, C5- 내지 C7-4-알케닐, C6- 내지 C7-5-알케닐 및 C7-6-알케닐, 특히 C2- 내지 C7-1E-알케닐, C4- 내지 C7-3E-알케닐 및 C5- 내지 C7-4-알케닐이다. 추가의 바람직한 알케닐 기의 예는 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 1E-헵텐일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 3E-헵텐일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일, 4Z-헵텐일, 5-헥센일, 6-헵텐일 등이다. 5개 이하의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.
용어 "플루오르알킬"은 바람직하게는 말단 불소를 갖는 직쇄 기, 즉, 플루오르메틸, 2-플루오르에틸, 3-플루오르프로필, 4-플루오르부틸, 5-플루오르펜틸, 6-플루오르헥실 및 7-플루오르헵틸을 포함한다. 그러나 불소의 다른 위치는 배제되지 않는다.
용어 "옥사알킬" 또는 "알콕시알킬"은 바람직하게는 화학식 CnH2n+1-O-(CH2)m의 직쇄 라디칼을 포함하고, 이때 n 및 m은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 10을 나타낸다. 바람직하게는 n은 1이고, m은 1 내지 6이다.
비닐 말단 기를 함유하는 화합물 및 메틸 말단 기를 함유하는 화합물은 낮은 회전 점도를 갖는다.
본원에서, 고주파 기술 및 초고주파 기술 모두는 1 MHz 내지 1 THz, 바람직하게는 1 GHz 내지 500 GHz, 더욱 바람직하게는 2 GHz 내지 300 GHz, 특히 바람직하게는 약 5 GHz 내지 150 GHz 범위에서 주파수를 갖는 적용례를 나타낸다.
본 발명에 따른 액정 매질은 추가의 첨가제 및 키랄 도판트를 통상적인 농도로 포함할 수 있다. 이러한 추가의 구성요소의 총 농도는 전체 혼합물을 기준으로 0% 내지 10%, 바람직하게는 0.1% 내지 6% 범위이다. 사용되는 개별 화합물의 농도는 각각 바람직하게는 0.1% 내지 3% 범위이다. 본원에서 액정 매질의 액정 성분 및 액정 화합물의 값 및 농도 범위를 언급할 경우, 이들 및 유사한 첨가제의 농도는 고려하지 않는다.
바람직하게는 본 발명에 따른 매질은 이의 콜레스테릭 피치를 조정하기 위해 키랄 도판트로서 하나 이상의 키랄 화합물을 포함한다. 본 발명에 따른 매질에서 이들의 총 농도는 바람직하게는 0.1% 내지 15%, 더욱 바람직하게는 1% 내지 10%, 가장 바람직하게는 2% 내지 6% 범위이다.
임의적으로, 본 발명에 따른 매질은 물리적 특성을 조정하기 위해 추가의 액정 화합물을 포함할 수 있다. 상기 화합물은 전문가에게 공지되어 있다. 본 발명에 따른 매질에서 이들의 농도는 바람직하게는 0% 내지 30%, 더욱 바람직하게는 0.1% 내지 20%, 가장 바람직하게는 1% 내지 15%이다.
응답 시간은 각각 전기 광학적 응답에 대하여 각각 상대적 동조의, 상대적 대비의 변화 동안 시간에 대하여 0%로부터 90%까지(t90 - t0), 즉, 지연 시간(t10 - t0)을 포함하여 상승 시간(τon)으로, 전기 광학적 반응에 대하여 각각 상대적 동조의, 상대적 대비의 변화 동안 시간에 대하여 100%로부터 다시 10%까지(t100 - t10) 지연 시간(τoff)으로, 및 총 응답 시간(τtotal = τon + τoff)으로 주어진다.
본 발명에 따른 액정 매질은 복수의 화합물, 바람직하게는 3 내지 30개, 더욱 바람직하게는 4 내지 20개, 매우 바람직하게는 4 내지 16개의 화합물로 구성된다. 이러한 화합물은 통상적인 방법으로 혼합된다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 화합물의 바람직한 양은 더 많은 양으로 사용되는 화합물에 용해된다. 온도가 더 높은 농도로 사용되는 화합물의 등명점을 초과하는 경우, 용해 과정을 완료하는 것을 관찰하기가 특히 용이하다. 그러나 또한 다른 통상적인 방법, 예를 들어, 소위 예비-믹스(이는 예를 들어 화합물의 동족 또는 공융 혼합물일 수 있음) 또는 소위 "멀티보틀(multibottle)" 시스템(이의 구성요소는 자체로 사용할 준비가 된 혼합물임)을 이용하여 제조할 수 있다.
모든 온도, 예를 들어 융점 T(C,N) 또는 T(C,S), 스멕틱 상(S)으로부터 네마틱 상(N)으로의 전이 온도 T(S, N), 및 액정의 등명점 T(N,I)은 섭씨(℃)로 제시된다. 모든 온도 차는 차등 값으로 제시된다.
본원에서 특히 하기 실시예에서, 메소젠성 화합물의 구조를 두문자라고도 하는 약어로 나타내었다. 이들 두문자에서, 화학식들은 하기 표 A 내지 C를 사용하여 다음과 같이 약기된다. 모든 기 CnH2n+1, CmH2m+1 및 CoH2o+1은 바람직하게는 각각의 경우에 n, m 또는 o개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타낸다. 표 A는 화합물의 코어 구조의 고리 요소에 사용되는 코드를 나열하는 반면, 표 B는 고리 기를 나타낸다. 표 C는 좌측 또는 우측 말단 기에 대한 코드의 의미를 제공한다. 표 D는 화합물 각각의 약어에 의한 화합물의 예시적인 구조를 나타낸다.
[표 A] 고리 요소
Figure pct00122
Figure pct00123
[표 B] 연결 기
Figure pct00124
[표 C] 말단 기
Figure pct00125
상기 식에서, n 및 m은 각각 정수를 나타내고, 3개의 점 "..."은 상기 표의 다른 약어들에 대한 위치 지정자(place-holder)이다.
하기 표는 예시적 구조와 함께 이들의 개별적 약어를 제시한다. 이들은 상기 약어들에 대한 규칙의 의미를 설명하기 위해 제시된다. 이들 또한 바람직하게 사용되는 화합물들을 나타낸다.
[표 D] 예시적 구조
바람직하게 사용되는 화학식 T의 화합물은 다음과 같이 표시된다:
Figure pct00126
바람직하게 사용되는 화학식 CC의 화합물은 다음과 같이 표시된다:
Figure pct00127
Figure pct00128
바람직하게 사용되는 화학식 CP의 화합물은 다음과 같이 표시된다:
Figure pct00129
하기 예시적인 구조는 특히 바람직하게 사용되는 3개의 6-원 고리를 갖는 화합물이다:
Figure pct00130
Figure pct00131
Figure pct00132
하기 예시적인 구조는 특히 바람직하게 사용되는 4개의 6-원 고리를 갖는 화합물이다:
Figure pct00133
Figure pct00134
바람직하게 사용되는 유전적으로 중성인 화합물의 예시적인 구조는 다음과 같다:
Figure pct00135
Figure pct00136
바람직하게 사용되는 추가의 화합물의 예시적인 구조는 다음과 같다:
Figure pct00137
Figure pct00138
Figure pct00139
이 표에서 매개변수는 다음의 의미를 갖는다. l, m, n 및 o는 서로 각각 독립적으로 0이 아닌 양의 정수이고, l은 바람직하게는 1 또는 2이고, m 및 n은 바람직하게는 1 내지 7로부터 선택되고, o는 바람직하게는 1 내지 6으로부터 선택되고, 바람직하게는 1 또는 2이다.
하기 표 E는 본 발명에 따른 메소젠성 매질에서 안정화제로서 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 나타낸다. 매질에서 이들 및 유사한 화합물의 총 농도는 바람직하게는 5% 이하이다.
[표 E]
Figure pct00140
Figure pct00141
Figure pct00142
Figure pct00143
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 메소젠성 매질은 표 E의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 표 F는 본 발명에 따른 메소젠성 매질에서 키랄 도판트로서 바람직하게는 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 나타낸다.
[표 F]
Figure pct00144
Figure pct00145
Figure pct00146
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 메소젠성 매질은 표 F의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
본원에 따른 메소젠성 매질은 바람직하게는 상기 표의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 표 D의 화합물 군으로부터 선택된 상이한 화학식의 화합물을 3개 이상, 바람직하게는 4개 이상 갖는 7개 이상, 바람직하게는 8개 이상의 화합물을 포함한다.
실시예
하기 실시예는 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하지 않으며 본 발명을 설명한다.
그러나 물리적 특성에 있어서 어떤 특성이 달성될 수 있고 어떤 범위에서 이들이 개선될 수 있는지가 당업자에게 명백하다. 특히, 바람직하게는 달성될 수 있는 다양한 특성의 조합이 이에 따라 당업자에게 잘 정의된다.
비교예 1
하기 표에 기재된 조성 및 특성을 갖는 액정 혼합물 C-1을 제조하고 19 ㎓에서 그의 일반적인 물리적 특성 및 마이크로파 성분에서의 적용가능성에 대해 특성규명하였다.
표 1: 혼합물의 조성 및 특성
Figure pct00147
이 혼합물은 마이크로파 범위의 적용례, 특히 마이크로파(MW) 영역의 위상 천이기 또는 LC 기반 안테나 소자에 적합하다. 실시예와 비교하여, 상기 혼합물은 열등한 특성을 분명히 나타낸다. 특히 이는 낮은 온도에서의 저장에 대해 매우 안정하지 못하다.
실시예 1
하기 표에 나타낸 바와 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 혼합물 M-1을 제조한다.
표 2: 혼합물 M-1의 조성 및 특성
Figure pct00148
이 혼합물은 마이크로파(MW) 범위의 적용례, 특히 마이크로파 범위의 위상 천이기 또는 LC 기반 안테나 소자에 아주 매우 적합하다.

Claims (17)

  1. 하나 이상의 하기 화학식 T의 화합물, 및
    하나 이상의 하기 화학식 I, II 및 III의 화합물 군으로부터 선택된 화합물
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
    Figure pct00149

    [상기 식에서,
    R1 및 R2는, 서로 독립적으로, 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내며, 이들 중 하나는, 대안적으로, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬을 나타낼 수 있다],
    Figure pct00150

    [상기 식에서,
    L11은 R11 또는 X11을 나타내고,
    L12는 R12 또는 X12를 나타내고,
    R11 및 R12는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
    X11 및 X12는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
    Figure pct00151
    은, 서로 독립적으로,
    Figure pct00152
    를 나타낸다],
    Figure pct00153

    [상기 식에서,
    L21은 R21을 나타내거나, Z21 및/또는 Z22가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, 대안적으로 X21을 나타내고,
    L22는 R22를 나타내거나, Z21 및/또는 Z22가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, 대안적으로 X22를 나타내고,
    R21 및 R22는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
    X21 및 X22는, 서로 독립적으로, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 플루오르화된 알케닐옥시 또는 플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
    Z21 및 Z22 중 하나는, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, 다른 하나는 이에 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 단일 결합을 나타내고,
    Figure pct00154
    은, 서로 독립적으로,
    Figure pct00155
    를 나타낸다],
    Figure pct00156

    [상기 식에서,
    L31은 R31 또는 X31을 나타내고,
    L32는 R32 또는 X32를 나타내고,
    R31 및 R32는, 서로 독립적으로, H, 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 비-플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
    X31 및 X32는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF5, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 플루오르화된 알케닐, 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알케닐옥시 또는 비-플루오르화되거나 플루오르화된 알콕시알킬을 나타내고,
    Z31 내지 Z33은, 서로 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고,
    Figure pct00157
    내지
    Figure pct00158
    는, 서로 독립적으로,
    Figure pct00159
    를 나타낸다].
  2. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
    Figure pct00160

    상기 식에서,
    Pa 및 Pb는 각각, 서로 독립적으로, 중합가능한 기이고,
    Spa 및 Spb는 각각, 서로 독립적으로, 스페이서 기를 나타내고,
    s1 및 s2는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
    n1 및 n2는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1, 바람직하게는 0을 나타내고,
    Q는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH 2)4-, -CH2CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -O-, -CH2-, -(CH2)3- 또는 -CF2-, 바람직하게는 -CF2O-를 나타내고,
    Z1 및 Z4는 각각, 서로 독립적으로, 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CH2)4-, -CH2-CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -O-, -CH2-, -(CH2)3- 또는 -CF2-를 나타내되, 여기서 Z1 및 Q, 또는 Z4 및 Q는, -CF2O- 및 -OCF2- 중에서 선택된 기를 동시에 나타내지 않고,
    A1, A2, A3 및 A4는 각각, 서로 독립적으로, 하기 군으로부터 선택된 이가 라디칼 기를 나타내거나:
    a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 1,4'-바이사이클로헥실렌으로 이루어지되, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 또한 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F로 대체될 수 있는 군,
    b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌으로 이루어지되, 1 또는 2개의 CH 기는 또한 N으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 L로 대체될 수 있는 군,
    c) 각각이 또한 L로 일치환되거나 다중치환될 수 있는, 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로푸란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일로 이루어진 군,
    d) 5 내지 20개의 환형 탄소 원자를 갖는 포화, 부분 불포화 또는 완전 불포화되고 임의적으로 치환된 다환형 라디칼로 이루어지되, 여기서 이들 중 하나 이상이 또한 헤테로원자로 대체될 수 있고, 바람직하게는 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일,
    Figure pct00161
    로 이루어진 군으로부터 선택되되, 이러한 라디칼에서 하나 이상의 H 원자는 또한 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있는 군;
    A3은, 대안적으로, 단일 결합일 수 있고,
    L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 직쇄 또는 분지형의, 각각의 경우에 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 플루오르화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
    R03 및 R04는 각각, 서로 독립적으로, H, F 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬을 나타내되, 여기서 하나 이상의 H 원자는 또한 F로 대체될 수 있고,
    M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2-를 나타내고,
    Y1 및 Y2는 각각, 서로 독립적으로, R0에 대해 전술된 의미 중 하나를 갖거나 Cl 또는 CN을 나타내거나, 기 Y1 및 Y2 중 하나는, 대안적으로, -OCF3, 바람직하게는 H, F, Cl, CN 또는 CF3을 나타낸다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하기 화학식 CC 및 CP의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
    Figure pct00162

    Figure pct00163

    상기 식에서,
    "알케닐"은 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
    R01은 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타내고,
    R02는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알킬 또는 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 비-플루오르화된 알케닐을 나타낸다.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    10 μm 이상의 HTP의 절대 값을 갖는 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 화학식 A-I 내지 A-V의 화합물 및 도시되지 않은 이들의 (R,S), (S,R), (R,R) 및 (S,S) 거울상 이성질체 및 하기 화학식 A-VI의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
    Figure pct00164

    Figure pct00165

    상기 식에서,
    Ra11 및 Ra12는, 서로 독립적으로, 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 옥사알킬 또는 알케닐이거나, Ra11은 메틸 또는 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알콕시이고;
    Ra21 및 Ra22는, 서로 독립적으로, 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬, 알케닐 또는 알케닐옥시이고;
    Ra31 및 Ra32는, 서로 독립적으로, 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 옥사알킬 또는 알케닐이거나, Ra31은 메틸 또는 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알콕시이고;
    Figure pct00166
    는
    Figure pct00167
    Figure pct00168
    Figure pct00169
    이고,
    Figure pct00170
    및
    Figure pct00171
    는 각각, 서로 독립적으로, L로 일치환, 이치환 또는 삼치환될 수 있는 1,4-페닐렌, 또는 1,4-사이클로헥실렌이고,
    L은 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알콕시카본일옥시이고;
    c는 0 또는 1이고;
    Z0은 -COO-, -OCO-, -CH2CH2- 또는 단일 결합이고;
    R0은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알킬카본일옥시이고;
    X1, X2, Y1 및 Y2는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF5; F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환되거나 다중치환될 수 있고 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합하지 않도록 -O-, -S-, -NH-, NR0-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬; 중합가능한 기; 또는 임의적으로 할로겐으로 또는 중합가능한 기로 일치환되거나 다중치환될 수 있는 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 또는 아릴이고;
    x1 및 x2는 각각, 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
    y1 및 y2는 각각, 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    B1 및 B2는 각각, 서로 독립적으로, 하나 이상의 CH 기가 N 원자로 대체될 수 있고 하나 이상의 비인접한 CH2 기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있는 방향족, 또는 부분 또는 완전 포화된 지방족 6-원 고리이고;
    W1 및 W2는 각각, 서로 독립적으로, -Z1-A1-(Z2-A2)m-R이거나, W1 및 W2 중 하나는 R1 또는 A3이지만, 둘 다 동시에 H가 아니거나,
    Figure pct00172
    는
    Figure pct00173
    또는
    Figure pct00174
    이고;
    U1 및 U2는 각각, 서로 독립적으로, CH2, O, S, CO 또는 CS이고,
    V1 및 V2는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 4개의 비인접한 CH2 기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있는 (CH2)n이고, V1 및 V2 중 하나,
    Figure pct00175
    가
    Figure pct00176
    인 경우는 둘 다가 단일 결합이고;
    Z1 및 Z2는 각각, 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -O-CH2-, -CH2-O-, -S-CH2-, -CH2-S-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CF2-S-, -S-CF2-, -CH2-CH2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CF2-CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, 2개의 O 및/또는 S 및/또는 N 원자가 서로 직접 결합하지 않는 이들 기 중 2개의 조합, 또는 단일 결합이고;
    A1, A2 및 A3은 각각, 서로 독립적으로, 1 또는 2개의 비인접한 CH 기가 N으로 대체될 수 있는 1,4-페닐렌, 1 또는 2개의 비인접한 CH2 기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌, 1,3-다이옥솔란-4,5-다이일, 1,4-사이클로헥센일렌, 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 피페리딘-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일 또는 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일이되, 이들 기는 각각 L로 일치환되거나 다중치환될 수 있고, A1은 또한 단일 결합이고;
    L은 할로겐 원자, CN, NO2, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알콕시카본일옥시이되, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있고;
    m은 각각 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이고;
    R 및 R1은 각각, 서로 독립적으로, H, F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF5; 각각 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환되거나 다중치환될 수 있는 1 내지 25개 또는 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬; 또는 중합가능한 기이되, 상기 알킬에서 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 2개의 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되지 않도록 -O-, -S-, -NH-, -NR0-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항에 기재된 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항에 기재된 화학식 II의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항에 기재된 화학식 III의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합 개시제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 응답 시간을 하나 이상의 키랄 화합물을 사용함으로써 개선하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 중합가능한 화합물의 중합으로부터 수득되거나 수득가능한 중합체, 및
    제 1 항에 기재된 화학식 I 내지 III의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질
    을 포함하는 복합체 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질 또는 제 11 항에 따른 복합체 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 기술용 부품.
  13. 제 12 항에 있어서,
    마이크로파 범위에서의 작동에 적합한 것을 특징으로 하는 부품.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    마이크로파 영역에서 작동가능한 위상 천이기(phase shifter) 또는 LC 기반 안테나 소자인 것을 특징으로 하는 부품.
  15. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질 또는 제 11 항에 따른 복합체 시스템의 고주파 기술용 부품에서의 용도.
  16. 하나 이상의 중합가능한 화합물을 제 1 항에 기재된 화학식 CC, CP, I, II 및 III의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물과 혼합하고, 임의적으로 하나 이상의 추가의 화합물 및/또는 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질의 제조 방법.
  17. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 안테나 어레이.
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