KR20180052608A - 중합성 극성 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자 - Google Patents

중합성 극성 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자 Download PDF

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KR20180052608A
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마사카즈 야노
히로유키 다나카
가즈히로 오기타
후미타카 곤도
도모히로 야노
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제이엔씨 주식회사
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Abstract

하기 식(1)으로 표시되는 화합물이다.
예를 들면, R1, R2, 및 R3는, 탄소수 1∼15의 알킬이며; 환 A1 및 환 A3는, 시클로헥실렌 또는 페닐렌이며, 환 A3는, 1,4-시클로헥실렌 또는 페닐렌이며; Z1 및 Z5는, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며; a는, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며; c, d, 및 e는, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며; P1 내지 P3는 하기 식(P-1)으로 표시되는 중합성기이며; M1 및 M2는, 수소 또는 탄소수 1∼5의 알킬이며; R4는 하기 식(1a)∼식(1c)으로 표시되는 극성기이며: Sp5 및 Sp6는 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며; S1은 >CH-이며, S2는 >C<이며; X1은 -OH이다.
Figure pct00152

Figure pct00153

Description

중합성 극성 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자
본 발명은, 중합성기를 가지는 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복수의 메타크릴로일옥시 등의 중합성기와 -OH기 등의 극성기를 겸비하는 화합물, 이 화합물을 포함하고, 유전율 이방성이 양(+) 또는 음(-)의 액정 조성물, 및 이 조성물을 포함하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
액정 표시 소자에 있어서, 액정 분자의 동작 모드에 기초한 분류는, PC(phase change), TN(twisted nematic), STN(super twisted nematic), ECB(electrically controlled birefringence), OCB(optically compensated bend), IPS(in-plane switching), VA(vertical alignment), FFS(fringe field switching), FPA(field-induced photo-reactive alignment) 등의 모드이다. 소자의 구동 방식에 기초한 분류는, PM(passive matrix)과 AM(active matrix)이다. PM은, 스태틱(static), 멀티플렉스(multiplex) 등으로 분류되고, AM은, TFT(thin film transistor), MIM(metal insulator metal) 등으로 분류된다. TFT의 분류는 비정질 실리콘(amorphous silicon) 및 다결정 실리콘(polycrystal silicon)이다. 후자는 제조 공정에 의해 고온형과 저온형으로 분류된다. 광원에 기초한 분류는, 자연광을 사용하는 반사형, 백라이트를 사용하는 투과형, 그리고, 자연광과 백라이트의 양쪽을 사용하는 반투과형이다.
액정 표시 소자는 네마틱상(nematic phase)을 가지는 액정 조성물을 함유한다. 이 조성물은 적절한 특성을 가진다. 이 조성물의 특성을 향상시킴으로써, 양호한 특성을 가지는 AM 소자를 얻을 수 있다. 2개의 특성에서의 관련을 하기 표 1에 정리하여 나타내었다. 조성물의 특성을 시판되고 있는 AM 소자에 기초하여 더욱 설명한다. 네마틱상의 온도 범위는, 소자를 사용할 수 있는 온도 범위와 관련이 있다. 네마틱상의 바람직한 상한 온도는 약 70℃ 이상이며, 그리고, 네마틱상의 바람직한 하한 온도는 약 -10℃ 이하이다. 조성물의 점도는 소자의 응답 시간과 관련이 있다. 소자에서 동영상을 표시하기 위해서는 짧은 응답 시간이 바람직하다. 1밀리초라도 보다 짧은 응답 시간이 바람직하다. 따라서, 조성물에서의 작은 점도가 바람직하다. 낮은 온도에서의 작은 점도는 더욱 바람직하다.
[표 1] 조성물과 AM 소자에서의 특성
Figure pct00001
조성물의 광학 이방성(異方性)은, 소자의 콘트라스트비와 관련이 있다. 소자의 모드에 따라, 큰 광학 이방성 또는 작은 광학 이방성, 즉 적절한 광학 이방성이 필요하다. 조성물의 광학 이방성(Δn)과 소자의 셀 갭(d)의 곱(Δn×d)은, 콘트라스트비를 최대로 하도록 설계된다. 적절한 곱의 값은 동작 모드의 종류에 의존한다. 이 값은, TN과 같은 모드의 소자에서는 약 0.45㎛이다. 이 값은, VA 모드의 소자에서는 약 0.30㎛∼약 0.40㎛의 범위이며, IPS 모드 또는 FFS 모드의 소자에서는 약 0.20㎛∼약 0.30㎛의 범위이다. 이 경우에, 작은 셀 갭의 소자에는 큰 광학 이방성을 가지는 조성물이 바람직하다. 조성물에서의 큰 유전율 이방성은, 소자에서의 낮은 임계값 전압, 작은 소비 전력과 큰 콘트라스트비에 기여한다. 따라서, 양 또는 음으로 큰 유전율 이방성이 바람직하다. 조성물에서의 큰 비저항은, 소자에서의 큰 전압 유지율과 큰 콘트라스트비에 기여한다. 따라서, 초기 단계에 있어서 실온에서 뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 비저항을 가지는 조성물이 바람직하다. 장시간 사용한 후, 실온에서 뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 비저항을 가지는 조성물이 바람직하다. 자외선 및 열에 대한 조성물의 안정성은, 소자의 수명과 관련이 있다. 이 안정성이 높을 때, 소자의 수명은 길다. 이와 같은 특성은, 액정 프로젝터, 액정 TV 등에 사용하는 AM 소자에 바람직하다.
고분자 지지 배향(PSA; polymer sustained alignment)형의 액정 표시 소자에서는, 중합체를 함유하는 액정 조성물을 사용할 수 있다. 먼저, 소량의 중합성 화합물을 첨가한 조성물을 소자에 주입한다. 다음으로, 이 소자의 기판의 사이에 전압을 인가하면서, 조성물에 자외선을 조사한다. 중합성 화합물은 중합되어, 조성물중에 중합체의 그물눈 구조를 생성한다. 이 조성물에서는, 중합체에 의해 액정 분자의 배향을 제어하는 것이 가능하게 되므로, 소자의 응답 시간이 단축되어, 화상의 소부가 개선된다. 중합체의 이와 같은 효과는, TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, FPA와 같은 모드를 가지는 소자에 기대할 수 있다.
범용의 액정 표시 소자에 있어서, 액정 분자의 수직 배향은, 폴리이미드 배향막에 의해 달성된다. 한편, 배향막을 가지고 있지 않은 액정 표시 소자로서, 극성 화합물을 액정 조성물에 첨가하여, 액정 분자를 배향시키는 모드가 제안되고 있다. 먼저, 소량의 극성 화합물 및 소량의 중합성 화합물을 첨가한 조성물을 소자에 주입한다. 여기서, 극성 화합물의 작용에 의해 액정 분자가 배향된다. 다음으로, 이 소자의 기판의 사이에 전압을 인가하면서, 조성물에 자외선을 조사한다. 여기서, 중합성 화합물이 중합하고, 액정 분자의 배향을 안정화시킨다. 이 조성물에서는, 극성 화합물 및 중합체에 의해 액정 분자의 배향을 제어하는 것이 가능하게 되므로, 소자의 응답 시간이 단축되어, 화상의 소부가 개선된다. 또한, 배향막을 가지고 있지 않은 소자에서는, 배향막을 형성하는 공정이 불필요하다. 배향막이 없으므로, 배향막과 조성물과의 상호 작용에 의해, 소자의 전기 저항이 저하되지 않는다. 극성 화합물과 중합체의 조합에 의한 이와 같은 효과는, TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, FPA와 같은 모드를 가지는 소자에 기대할 수 있다.
지금까지, 배향막을 가지고 있지 않은 액정 표시 소자에 있어서, 액정 분자를 수직 배향시킬 수 있는 화합물로서, 말단에 -OH기를 가지는 화합물이 다양하 종류가 합성되어 왔다. 특허문헌 1에는, 말단에 -OH기를 가지는 비페닐 화합물(S-1)이 기재되어 있다.
Figure pct00002
국제공개 제2014/090362호 국제공개 제2014/094959호 국제공개 제2013/004372호 국제공개 제2012/104008호 국제공개 제2012/038026호 일본공개특허 소50-35076호 공보
본 발명의 첫번째 과제는, 화학적으로 높은 안정성, 액정 분자를 배향시키는 높은 능력, 액정 조성물로의 높은 용해도를 가지고, 그리고 액정 표시 소자에 사용한 경우의 전압 유지율이 큰 극성 화합물을 제공하는 것이다. 두번째 과제는, 이 화합물을 포함하고, 그리고 네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 양 또는 음으로 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성, 큰 탄성 상수 등의 특성 중 적어도 1개를 충족하는 액정 조성물을 제공하는 것이다. 세번째 과제는, 이 조성물을 포함하고, 그리고 소자를 사용할 수 있는 넓은 온도 범위, 짧은 응답 시간, 큰 전압 유지율, 낮은 임계값 전압, 큰 콘트라스트비, 긴 수명, 양호한 수직 배향성과 같은 특성을 가지는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은, 식(1)으로 표시되는 화합물, 이 화합물을 포함하는 액정 조성물, 및 이 조성물을 포함하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
Figure pct00003
식(1)에 있어서,
R1, R2, 및 R3는 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1∼15의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -S-, 또는 -NH-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있고;
n은, 0, 1, 또는 2이며;
환 A1 및 환 A3는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며,
이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Z1 및 Z2는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Sp1, Sp2, 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
a는, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며;
c, d, 및 e는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고, c, d, 및 e의 합은, 2, 3, 또는 4이며;
P1, P2, 및 P3는 독립적으로, 식(P-1)으로 표시되는 중합성기이며;
Figure pct00004
식(P-1)에 있어서,
M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이며;
R4는, 식(1a), 식(1b), 및 식(1c)으로 표시되는 극성기의 군으로부터 선택된 기이며,
Figure pct00005
식(1a), 식(1b), 및 식(1c)에 있어서,
Sp5 및 Sp6는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -NH-, -CO-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐으로 치환될 수도 있고;
S1은, >CH- 또는 >N-이며, 그리고, S2는, >C< 또는 >Si<이며;
X1은, -OH, -NH2, -OR5, -N(R5)2, -COOH, -SH, -B(OH)2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서 R5는, 수소 또는 탄소수 1∼10의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐으로 치환될 수도 있다.
본 발명의 제1 장점은, 화학적으로 높은 안정성, 액정 분자를 배향시키는 높은 능력, 액정 조성물로의 높은 용해도를 가지고, 그리고 액정 표시 소자에 사용한 경우의 전압 유지율이 큰 극성 화합물을 제공하는 것이다. 제2 장점은, 이 화합물을 포함하고, 그리고 네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 양 또는 음으로 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성, 큰 탄성 상수 등의 특성 중 적어도 1개를 충족하는 액정 조성물을 제공하는 것이다. 제3 장점은, 이 조성물을 포함하고, 그리고 소자를 사용할 수 있는 넓은 온도 범위, 짧은 응답 시간, 큰 전압 유지율, 낮은 임계값 전압, 큰 콘트라스트비, 긴 수명, 양호한 수직 배향성과 같은 특성을 가지는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
본 명세서에서의 용어의 사용법은 다음과 같다.
「액정 조성물」 및 「액정 표시 소자」의 용어를 각각 「조성물」 및 「소자」로 약칭하는 경우가 있다. 「액정 표시 소자」는 액정 표시 패널 및 액정 표시 모듈의 총칭이다. 「액정성 화합물」은, 네마틱상, 스멕틱상(smectic phase) 등의 액정상을 가지는 화합물 및 액정상을 가지고 있지 않지만, 네마틱상의 온도 범위, 점도, 유전율 이방성과 같은 특성을 조절할 목적으로 조성물에 혼합되는 화합물의 총칭이다. 이 화합물은, 예를 들면, 1,4-시클로헥실렌이나 1,4-페닐렌과 같은 6원 환을 가지고, 그 분자 구조는 봉형(棒形)(rod like)이다. 「중합성 화합물」은, 조성물 중에 중합체를 생성시킬 목적으로 첨가하는 화합물이다. 「극성 화합물」은, 극성기가 기판 표면과 상호 작용함으로써 액정 분자가 배열하는 것을 서포트한다.
액정 조성물은, 복수의 액정성 화합물을 혼합함으로써 조제된다. 액정성 화합물의 비율(함유량)은, 이 액정 조성물의 중량을 기준으로 한 중량 백분율(중량%)로 나타낸다. 이 액정 조성물에, 광학 활성 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수체, 색소, 소포제, 중합성 화합물, 중합 개시제, 중합 금지제, 극성 화합물과 같은 첨가물이 필요에 따라 첨가된다. 첨가물의 비율(첨가량)은, 액정성 화합물의 비율과 마찬가지로, 액정 조성물의 중량을 기준으로 한 중량 백분율(중량%)로 나타낸다. 중량 백만분율(ppm)이 사용되는 경우도 있다. 중합 개시제 및 중합 금지제의 비율은, 예외적으로 중합성 화합물의 중량을 기준으로 나타낸다.
식(1)으로 표시되는 화합물을 「화합물(1)」이라고 약칭하는 경우가 있다. 화합물(1)은, 식(1)으로 표시되는 1개의 화합물, 2개의 화합물의 혼합물, 또는 3개 이상의 화합물의 혼합물을 의미한다. 이 룰은, 식(2)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물 등에도 적용된다. 육각형으로 둘러싼 A1, B1, C1 등의 기호는 각각 환 A1, 환 B1, 환 C1 등에 대응한다. 육각형은, 시클로헥산환이나 벤젠환과 같은 6원환 또는 나프탈렌환과 같은 축합환을 나타낸다. 이 육각형의 1변을 가로지르는 직선은, 환 상(上)의 임의의 수소가 -Sp1-P1 등의 기로 치환될 수도 있는 것을 나타낸다. c, d, e 등의 첨자는, 치환된 기의 수를 나타낸다. 첨자가 0일 때, 그러한 치환은 없다. 「환 A 및 환 C는 독립적으로, X, Y, 또는 Z이다」의 표현에서는, 주어가 복수이기 때문에, 「독립적으로」를 사용한다. 주어가 「환 A는」일 때는, 주어가 단수이기 때문에 「독립적으로」를 사용하지 않는다.
성분 화합물의 화학식에 있어서, 말단기 R11의 기호를 복수의 화합물에 사용하였다. 이들 화합물에 있어서, 임의의 2개의 R11이 나타내는 2개의 기는 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다. 예를 들면, 화합물(2)의 R11이 에틸이며, 화합물(3)의 R11이 에틸인 케이스가 있다. 화합물(2)의 R11이 에틸이며, 화합물(3)의 R11이 프로필인 케이스도 있다. 이 룰은, R12, R13, Z11 등의 기호에도 적용된다. 화합물(8)에 있어서, i가 2일 때, 2개의 환 D1이 존재한다. 이 화합물에 있어서 2개의 환 D1이 나타내는 2개의 기는, 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다. i가 2보다 클 때, 임의의 2개의 환 D1에도 적용된다. 이 룰은, 다른 기호에도 적용된다.
「적어도 1개의 "A"」의 표현은, "A"의 수는 임의의 것을 의미한다. 「적어도 1개의 "A"는, "B"로 치환될 수도 있다」의 표현은, "A"의 수가 1개일 때, "A"의 위치는 임의이며, "A"의 수가 2개 이상일 때도, 이들 위치는 제한없이 선택할 수 있다. 이 룰은, 「적어도 1개의 "A"가, "B"로 치환된」의 표현에도 적용된다. 「적어도 1개의 A가, B, C, 또는 D로 치환될 수도 있다」라는 표현은, 적어도 1개의 A가 B에서 치환된 경우, 적어도 1개의 A가 C로 치환된 경우, 및 적어도 1개의 A가 D로 치환된 경우, 또한 복수의 A가 B, C, D 중 적어도 2개로 치환된 경우를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 적어도 1개의 -CH2-(또는, -CH2CH2-)가 -O-(또는, -CH=CH-)로 치환될 수도 있는 알킬에는, 알킬, 알케닐, 알콕시, 알콕시알킬, 알콕시알케닐, 알케닐옥시알킬이 포함된다. 그리고, 연속하는 2개의 -CH2-가 -O-로 치환되어, -O-O-와 같이 되는 것은 바람직하지 않다. 알킬 등에 있어서, 메틸 부분(-CH2-H)의 -CH2-가 -O-로 치환되어 -O-H로 되는 것도 바람직하지 않다.
할로겐은 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드를 의미한다. 바람직한 할로겐은, 불소 또는 염소이다. 더욱 바람직한 할로겐은 불소이다. 액정성 화합물에 있어서, 알킬은, 직쇄상 또는 분지상이며, 환형 알킬을 포함하지 않는다. 직쇄상 알킬은, 일반적으로 분지상 알킬보다 바람직하다. 이는, 알콕시, 알케닐 등의 말단기에 대해서도 동일하다. 1,4-시클로헥실렌에 대한 입체 배치는, 네마틱상의 상한 온도를 높이기 위하여 시스보다 트랜스가 바람직하다. 2-플루오로-1,4-페닐렌은, 하기 2개의 2가의 기를 의미한다. 화학식에 있어서, 불소는 좌향(L)이라도 되고, 우향(R)이라도 된다. 이 룰은, 테트라하이드로피란-2,5-디일와 같은, 환으로부터 수소를 2개 제거함으로써 생성한 비대칭인 2가의 기에도 적용된다.
Figure pct00006
본 발명은, 하기 항 등을 포함한다.
항 1. 식(1)으로 표시되는 화합물.
Figure pct00007
식(1)에 있어서,
R1, R2, 및 R3는 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1∼15의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -S-, 또는 -NH-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있고;
n은, 0, 1, 또는 2이며;
환 A1 및 환 A3는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며,
이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Z1 및 Z2는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Sp1, Sp2, 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
a는, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며;
c, d, 및 e는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 c, d, 및 e의 합은, 2, 3, 또는 4이며;
P1, P2, 및 P3는 독립적으로, 식(P-1)으로 표시되는 중합성기이며;
Figure pct00008
식(P-1)에 있어서,
M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이며;
R4는, 식(1a), 식(1b), 및 식(1c)으로 표시되는 극성기의 군으로부터 선택된 기이며,
Figure pct00009
식(1a), 식(1b), 및 식(1c)에 있어서,
Sp5 및 Sp6는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -NH-, -CO-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐으로 치환될 수도 있고;
S1은, >CH- 또는 >N-이며, 그리고, S2는, >C< 또는 >Si<이며;
X1은, -OH, -NH2, -OR5, -N(R5)2, -COOH, -SH, -B(OH)2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서, R5는, 수소 또는 탄소수 1∼10의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐으로 치환될 수도 있다.
항 2. 식(P-1)에 있어서, R4가, 식(1a) 또는 식(1b)으로 표시되는 극성기인, 항 1에 기재된 화합물.
항 3. 식(1)에 있어서, c, d, 및 e가, 0, 1, 2, 또는 3이며, 그리고 c, d 및 e의 합이, 2, 3, 또는 4이며; 식(P-1)에 있어서, R4가, 식(1a)으로 표시되는 극성기인, 항 1 또는 2에 기재된 화합물.
항 4. 식(1-1)∼식(1-6) 중 어느 하나로 표시되는, 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 화합물.
Figure pct00010
식(1-1)∼식(1-6)에 있어서,
R1, R2, 및 R3는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 2∼12의 알케닐, 탄소수 1∼11의 알콕시, 또는 탄소수 2∼11의 알케닐옥시이며, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
환 A1 및 환 A3는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 또는 1,3-디옥산-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 또는 1,3-디옥산-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Z1 및 Z2, 은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼8의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Sp1, Sp2, 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼8의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
c, d, 및 e는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 c, d, 및 e의 합은, 2, 3, 또는 4이며;
P1, P2, 및 P3는 독립적으로, 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
Figure pct00011
식(P-11)에 있어서,
M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1∼4의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼4의 알킬이며;
Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼8의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐으로 치환될 수도 있고;
X1은, -OH, -NH2, -OR5, -N(R5)2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서, R5는, 수소 또는 탄소수 1∼8의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐으로 치환될 수도 있다.
항 5. 항 4에 기재된 식(1-1)∼식(1-6)에 있어서,
R1, R2, 및 R3가 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼10의 알킬, 탄소수 2∼10의 알케닐, 탄소수 1∼9의 알콕시, 또는 탄소수 2∼9의 알케닐옥시이며, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
환 A1 및 환 A3가 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 테트라하이드로피란-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 또는 테트라하이드로피란-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
Z1 및 Z2가 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼6의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
Sp1, Sp2, 및 Sp3가 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼6의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
c, d, 및 e가 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3이며, 그리고 c, d, 및 e의 합이, 2, 3, 또는 4이며;
P1, P2, 및 P3가 독립적으로, 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
Figure pct00012
식(P-11)에 있어서,
M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 탄소수 1 또는 3의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 또는 3의 알킬이며;
Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼6의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
X1은, -OH 또는 -NH2인, 항 5에 기재된 화합물.
항 6. 식(1-7)∼식(1-21) 중 어느 하나로 표시되는, 항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 화합물.
Figure pct00013
Figure pct00014
식(1-7)∼식(1-21)에 있어서,
R1, R2, 및 R3는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼8의 알킬, 탄소수 2∼8의 알케닐, 탄소수 1∼7의 알콕시, 또는 탄소수 2∼7의 알케닐옥시이며;
환 A1은, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 또는 페닐이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 또는 1,4-페닐렌이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
L1, L2, L3, L4, L5, L7, L8, L10, L12, L13, L15, L16, L17, L18, L19, 및 L20은 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며;
Sp1, Sp2, 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고;
c, d, 및 e는 독립적으로, 0, 1, 또는 2이며, 그리고, c, d, 및 e의 합은, 2, 3, 또는 4이며;
P1, P2, 및 P3는 독립적으로 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
Figure pct00015
식(P-11)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 에틸, 또는 트리플루오로메틸이며; Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고; X1은, -OH 또는 -NH2이다.
항 7. 항 6에 기재된 식(1-7)∼식(1-21)에 있어서, R1, R2, 및 R3가 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼8의 알킬, 탄소수 2∼8의 알케닐, 탄소수 1∼7의 알콕시, 또는 탄소수 2∼7의 알케닐옥시이며;
환 A1이, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 또는 페닐이며, 환 A2가, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 또는 1,4-페닐렌이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소로 치환될 수도 있고;
L1, L2, L3, L4, L5, L7, L8, L10, L12, L13, L15, L16, L17, L18, L19, 및 L20이 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며;
Sp1, Sp2, 및 Sp3가 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고;
c, d, 및 e가 독립적으로, 0, 1, 또는 2이며, 그리고, c, d, 및 e의 합이, 2, 3, 또는 4이며;
P1, P2, 및 P3가 독립적으로, 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
Figure pct00016
식(P-11)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며; Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고; X1은, -OH 또는 -NH2인, 항 6에 기재된 화합물.
항 8. 식(1-22)∼식(1-34) 중 어느 하나로 표시되는, 항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 화합물.
Figure pct00017
Figure pct00018
식(1-22)∼식(1-34)에 있어서,
R1 및 R2는 독립적으로, 탄소수 1∼7의 알킬, 탄소수 2∼7의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알콕시, 또는 탄소수 2∼6의 알케닐옥시이며;
L6, L7, L8, L9, L10, L11, L13, L15, L16, L17, L18, L19, L20, L21, L22, 및 L23은 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며;
Sp1 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼3의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있고;
P1 및 P3는 독립적으로, 식(P-111)으로 표시되는 중합성기이며,
Figure pct00019
식(P-111)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 불소, 또는 메틸이며; Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼3의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-로 치환될 수도 있다.
항 9. 항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 화합물 중 적어도 1개를, 성분 A로서 함유하는 액정 조성물.
항 10. 성분 B로서, 식(2)∼식(4)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 함유하는, 항 9에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00020
식(2)∼식(4)에 있어서,
R11 및 R12는 독립적으로, 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
환 B1, 환 B2, 환 B3, 및 환 B4는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 2,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 또는 피리미딘-2,5-디일이며;
Z11, Z12, 및 Z13은 독립적으로, 단결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, 또는 -COO-이다.
항 11. 성분 C로서, 식(5)∼식(7)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 항 9 또는 10에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00021
식(5)∼식(7)에 있어서,
R13은 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
X11은, 불소, 염소, -OCF3, -OCHF2, -CF3, -CHF2, -CH2F, -OCF2CHF2, 또는 -OCF2CHFCF3이며;
환 C1, 환 C2, 및 환 C3는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 또는 피리미딘-2,5-디일이며;
Z14, Z15, 및 Z16은 독립적으로, 단결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, 또는 -(CH2)4-이며;
L11 및 L12는 독립적으로, 수소 또는 불소이다.
항 12. 성분 D로서, 식(8)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 항 9 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00022
식(8)에 있어서,
R14는 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
X12는 -C≡N 또는 -C≡C-C≡N이며;
환 D1은, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 또는 피리미딘-2,5-디일이며;
Z17은, 단결합, -CH2CH2-, -C≡C-, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, 또는 -CH2O-이며;
L13 및 L14는 독립적으로, 수소 또는 불소이며;
i는, 1, 2, 3, 또는 4이다.
항 13. 성분 E로서, 식(9)∼식(15)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 항 9 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00023
식(9)∼식(15)에 있어서,
R15, R16, 및 R17은 독립적으로, 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고, 그리고 R17은, 수소 또는 불소라도 되고;
환 E1, 환 E2, 환 E3, 및 환 E4는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며;
환 E5 및 환 E6는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며;
Z18, Z19, Z20, 및 Z21은 독립적으로, 단결합, -CH2CH2-, -COO-, -CH2O-, -OCF2-, 또는 -OCF2CH2CH2-이며;
L15 및 L16은 독립적으로, 불소 또는 염소이며;
S11은, 수소 또는 메틸이며;
X는, -CHF- 또는 -CF2-이며;
j, k, m, n, p, q, r, 및 s는 독립적으로, 0 또는 1이며, k, m, n, 및 p의 합은, 1 또는 2이며, q, r, 및 s의 합은, 0, 1, 2, 또는 3이며, t는, 1, 2, 또는 3이다.
항 14. 성분 F로서, 식(16)으로 표시되는 중합성 화합물의 군으로부터 선택된 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 항 9 내지 13 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00024
식(16)에 있어서,
환 F 및 환 I는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 1∼12의 알콕시, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼12의 알킬로 치환될 수도 있고;
환 G는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 페난트렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 1∼12의 알콕시, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼12의 알킬로 치환될 수도 있고;
Z22 및 Z23은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH-, -C(CH3)=CH-, -CH=C(CH3)-, 또는 -C(CH3)=C(CH3)-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
P11, P12, 및 P13은 독립적으로, 중합성기이며;
Sp11, Sp12, 및 Sp13은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
u는, 0, 1, 또는 2이며;
f, g, 및 h는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고, f, g, 및 h의 합은 1 이상이다.
항 15. 항 14에 기재된 식(16)에 있어서, P11, P12, 및 P13이 독립적으로, 식(P-2)∼식(P-6)으로 표시되는 중합성기의 군으로부터 선택된 기인, 항 14에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00025
식(P-2)∼식(P-6)에 있어서, M11, M12, 및 M13은 독립적으로, 수소, 불소, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이다.
항 16. 성분 F가, 식(16-1)∼식(16-7)으로 표시되는 중합성 화합물의 군으로부터 선택된 적어도 1개의 화합물인, 항 14 또는 15에 기재된 액정 조성물.
Figure pct00026
식(16-1)∼식(16-7)에 있어서, P11, P12, 및 P13은 독립적으로, 식(P-2)∼식(P-4)으로 표시되는 중합성기의 군으로부터 선택된 기이며, 여기서 M11, M12, 및 M13은 독립적으로, 수소, 불소, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이며;
Figure pct00027
L31, L32, L33, L34, L35, L36, L37, 및 L38은 독립적으로, 수소, 불소, 또는 메틸이며; Sp11, Sp12, 및 Sp13은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다.
항 17. 식(1) 및 식(16)으로 표시되는 화합물과는 다른 중합성 화합물, 중합 개시제, 중합 금지제, 광학 활성 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수체, 광안정제, 열안정제, 및 소포제 중 적어도 1개를 더욱 함유하는, 항 9 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
항 18. 항 9 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을, 적어도 1개 함유하는 액정 표시 소자.
본 발명은, 다음의 항도 포함한다. (a) 중합성 화합물, 중합 개시제, 중합 금지제, 광학 활성 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수체, 광안정제, 열안정제, 소포제와 같은 첨가물 중 적어도 2개를 더욱 함유하는 상기한 액정 조성물. (b) 상기한 액정 조성물에 화합물(1) 또는 화합물(16)과는 상이한 중합성 화합물을 첨가함으로써 조제한 중합성 조성물. (c) 상기한 액정 조성물에 화합물(1)과 화합물(16)을 첨가함으로써 조제한 중합성 조성물. (d) 중합성 조성물을 중합시킴으로써 조제한 액정 복합체. (e)이 액정 복합체를 함유하는 고분자 지지 배향형의 소자. (f) 상기한 액정 조성물에 화합물(1)과 화합물(16)과, 화합물(1) 또는 화합물(16)과는 상이한 중합성 화합물을 첨가함으로써 조제한 중합성 조성물을 사용함으로써 제조한 고분자 지지 배향형의 소자.
화합물(1)의 태양, 화합물(1)의 합성, 액정 조성물, 및 액정 표시 소자에 대하여 순차적으로 설명한다.
1. 화합물(1)의 태양
본 발명의 화합물(1)은, 적어도 1개의 환에 의해 구성되는 메소겐 부위와, 복수의 극성기를 가지는 것을 특징으로 한다. 화합물(1)은, 극성기가 유리(또는 금속 산화물)의 기판 표면과 비공유 결합적으로 상호 작용하므로, 유용하다. 용도의 하나는, 액정 표시 소자에 사용되는 액정 조성물용의 첨가물이다. 화합물(1)은 액정 분자의 배향을 제어할 목적으로 첨가된다. 이와 같은 첨가물은, 소자에 밀폐된 조건 하에서는 화학적으로 안정하며, 액정 조성물로의 높은 용해도를 가지고, 그리고 액정 표시 소자에 사용한 경우의 전압 유지율이 큰 것이 바람직하다. 화합물(1)은, 이와 같은 특성을 상당한 정도로 충족한다.
화합물(1)의 바람직한 예에 대하여 설명한다. 화합물(1)에서의 R1, Z1, A1, Sp1, P1, n, a 등의 기호의 바람직한 예는, 화합물(1)의 하위 식에도 적용된다. 화합물(1)에 있어서, 이들 기의 종류를 적절하게 조합함으로써, 특성을 임의로 조정할 수 있다. 화합물의 특성에 큰 차이가 없으므로, 화합물(1)은, 2H(중수소), 13C 등의 동위체를 천연 존재비의 양보다 많이 포함해도 된다.
Figure pct00028
식(1)에 있어서, R1, R2, 및 R3는 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1∼15의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -S-, 또는 -NH-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있다.
바람직한 R1 내지 R3는, 수소, 탄소수 1∼7의 알킬, 탄소수 2∼7의 알케닐, 탄소수 1∼7의 알콕시, 또는 탄소수 2∼7의 알케닐옥시이며, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다. 더욱 바람직한 R1 내지 R3는, 수소, 탄소수 1∼3의 알킬 또는 탄소수 1∼3의 알콕시이며, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있다. 특히 바람직한 R1 내지 R3는, 수소, 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시, 트리플루오로메틸, 또는 테트라플루오로에틸이다.
식(1)에 있어서, n은, 0, 1, 또는 2이다. 바람직한 n은, 0 또는 1이다. R1, R2, 및 R3에서의 3개의 n의 합은, 0∼4인 것이 바람직하다. 바람직한 합은 0∼3이다. 더욱 바람직한 합은 0 또는 1이다.
식(1)에 있어서, 환 A1 및 환 A3는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서(즉, 환 A1, 환 A2 및 환 A3에 의해 표시되는 환)에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다.
바람직한 환 A1 또는 환 A3는, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 또는 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 페닐이다. 더욱 바람직한 환 A1 또는 환 A3는, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 테트라하이드로피란-2-일, 또는 플루오로페닐이다. 특히 바람직한 환 A1 또는 환 A3는, 시클로헥실 또는 페닐이다.
바람직한 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 또는 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌이다. 더욱 바람직한 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 또는 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌이다. 특히 바람직한 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이다.
식(1)에 있어서, Z1 및 Z2는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다.
바람직한 Z1 또는 Z2는, 단결합, -(CH2)2-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, 또는 -CF=CF-이다. 더욱 바람직한 Z1 또는 Z2는, 단결합, -(CH2)2-, -COO-, 또는 -OCO-이다. 특히 바람직한 Z1 또는 Z2는, 단결합이다.
식(1)에 있어서, Sp1, Sp2, 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다.
바람직한 Sp1 내지 Sp3는, 단결합, 탄소수 1∼5의 알킬렌, 또는 1개의 -CH2-이 -O-에서 치환된 탄소수 1∼5의 알킬렌이다. 더욱 바람직한 Sp1 내지 Sp3는, 단결합, -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)2O-, 또는 -O(CH2)2-이다. 특히 바람직한 Sp1 내지 Sp3는, 단결합이다.
식(1)에 있어서, a는, 0, 1, 2, 3, 또는 4이다. 바람직한 a는, 0, 1, 또는 2이다. 더욱 바람직한 a는, 0 또는 1이다. 액정 조성물로의 높은 용해도의 관점에서는, a가 0인 것이 바람직하다. 액정 분자를 배향시키는 높은 능력의 관점에서는 a가 1인 것이 바람직하다.
식(1)에 있어서, c, d, 및 e는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 c, d, 및 e의 합은, 2, 3, 또는 4이다. 바람직한 합은, 2 또는 3이다. 더욱 바람직한 합은 2이다.
식(1)에 있어서, P1, P2, 및 P3는 독립적으로, 식(P-1)으로 표시되는 중합성기이다.
Figure pct00029
식(P-1)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이다. 바람직한 M1 또는 M2는, 반응성을 높이기 위해수소 또는 메틸이다. 더욱 바람직한 M1 또는 M2는 수소이다.
R4는, 식(1a), 식(1b), 및 식(1c)으로 표시되는 극성기의 군으로부터 선택된 기이다. 바람직한 R4는, 식(1a) 또는 식(1b)으로 표시되는 극성기이다. 더욱 바람직한 R4는, 식(1a)으로 표시되는 극성기이다.
Figure pct00030
식(1a), 식(1b), 및 식(1c)에 있어서, Sp5 및 Sp6는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -NH-, -CO-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다.
바람직한 Sp5 또는 Sp6는, 단결합, 탄소수 1∼5의 알킬렌, 또는 1개의 -CH2-가 -O-로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬렌이다. 더욱 바람직한 Sp5 또는 Sp6는, 단결합, -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)O2-, 또는 -O(CH2)2-이다. 특히 바람직한 Sp5 또는 Sp6는, 단결합이다.
식(1a)∼식(1c)에 있어서, S1은, >CH- 또는 >N-이며, 그리고 S2는, >C< 또는 >Si<이다. 바람직한 S1은, >CH-이며, 바람직한 S2는, >C<이다.
식(1a)∼식(1c)에 있어서, X1은, -OH, -NH2, -OR5, -N(R5)2, -COOH, -SH, -B(OH)2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서, R5는, 수소 또는 탄소수 1∼10의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다.
바람직한 X1은, -OH, -NH2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서, R5는, 탄소수 1∼5의 알킬 또는 탄소수 1∼4의 알콕시이다. 더욱 바람직한 X1은, -OH, -NH2, -Si(OCH3)3, 또는 -Si(OC2H5)3이다. 특히 바람직한 X1은, -OH이다.
2. 화합물(1)의 합성
화합물(1)의 합성법에 대하여 설명한다. 화합물(1)은, 유기 합성 화학의 방법을 적절하게 조합함으로써 합성할 수 있다. 합성법을 기재하지 않은 화합물은, 「오가닉·신세시스」(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc), 「오가닉·리액션즈」(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc), 「콤프리헨시브·오가닉·신세시스」(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press), 「신실험 화학 강좌」(마루젠(丸善) 등의 서적에 기재된 방법에 의해 합성한다.
2-1. 결합기의 생성
화합물(1)에서의 결합기를 생성하는 방법의 예는, 하기 스킴(scheme)과 같다. 이 스킴에 있어서, MSG1(또는 MSG2)은, 적어도 1개의 환을 가지는 1가의 유기기이다. 복수의 MSG1(또는 MSG2)이 나타내는 1가의 유기기는, 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다. 화합물(1A)∼화합물(1G)은, 화합물(1) 또는 화합물(1)의 중간체에 상당한다.
Figure pct00031
Figure pct00032
(I) 단결합의 생성
아릴붕산(21)과 화합물(22)을, 탄산염, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매의 존재 하에서 반응시켜, 화합물(1A)을 합성한다. 이 화합물(1A)은, 화합물(23)에 n-부틸리튬을, 이어서, 염화 아연을 반응시켜, 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매의 존재 하에서 화합물(22)을 반응시켜도 합성된다.
(II) -COO-와 -OCO-의 생성
화합물(23)에 n-부틸리튬을, 이어서 이산화 탄소를 반응시켜, 카르복시산(24)을 얻는다. 이 카르복시산(24)과, 화합물(21)로부터 유도한 페놀(25)을 DCC(1,3-디시클로헥실카르보디이미드)와 DMAP(4-디메틸아미노피리딘)의 존재 하에서 탈수시켜 -COO-를 가지는 화합물(1B)을 합성한다. 이 방법에 의해 -OCO-를 가지는 화합물도 합성한다.
(III) -CF2O-와 -OCF2-의 생성
화합물(1B)을 로손) 시약으로 유황화하여, 화합물(26)을 얻는다. 화합물(26)을 불화 수소 피리딘 착체와 NBS(N-브로모숙신이미드)로 불소화하고, -CF2O-를 가지는 화합물(1C)을 합성한다. M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827.을 참조. 화합물(1C)은 화합물(26)을 DAST(디에틸아미노)술포트리플루오리드)로 불소화해도 합성된다. W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem.1990, 55, 768.을 참조. 이 방법에 의해 -OCF2-를 가지는 화합물도 합성한다.
(IV) -CH=CH-의 생성
화합물(22)을 n-부틸리튬, 이어서 DMF(N, N-디메틸포름아미드)와 반응시켜 알데히드(27)를 얻는다. 포스포늄염(28)과 칼륨 tert-부톡시드를 반응시켜 발생시킨 인 일리드를, 알데히드(27)와 반응시켜 화합물(1D)을 합성한다. 반응 조건에 따라서는 시스체가 생성되므로, 필요에 따라 공지의 방법에 의해 시스체를 트랜스체로 이성화한다.
(V) -CH2CH2-의 생성
화합물(1D)을 팔라듐 탄소 촉매의 존재 하에서 수소화하여, 화합물(1E)을 합성한다.
(VI) -C≡C-의 생성
디클로로팔라듐과 요오드화 구리의 촉매 존재 하에서, 화합물(23)에 2-메틸-3-부틴-2-올을 반응시킨 후, 염기성 조건 하에서 탈보호하여 화합물(29)을 얻는다. 디클로로비스(트리페닐포스핀)팔라듐과 할로겐화 구리의 촉매 존재 하, 화합물(29)을 화합물(22)과 반응시켜, 화합물(1F)을 합성한다.
(VII) -CH2O-와 -OCH2-의 생성
화합물(27)을 수소화 붕소 나트륨으로 환원하여 화합물(30)을 얻는다. 이것을 브롬화 수소산으로 브롬화하여 화합물(31)을 얻는다. 탄산 칼륨의 존재 하, 화합물(25)과 화합물(31)을 반응시켜, 화합물(1G)을 합성한다. 이 방법에 의해 -OCH2-를 가지는 화합물도 합성한다.
(VIII) -CF=CF-의 생성
화합물(23)을 n-부틸리튬으로 처리한 후, 테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 화합물(32)을 얻는다. 화합물(22)을 n-부틸리튬으로 처리한 후 화합물(32)과 반응시켜, 화합물(1H)을 합성한다.
2-2. 환 A2의 생성
1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 2-에틸-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 피리딘-2,5-디일 등의 환에 대해서는 출발물이 시판되고 있거나, 또는 합성법이 잘 알려져져 있다.
2-3. 합성예
화합물(1)을 합성하는 방법의 예는, 다음과 같다. 이들 화합물에 있어서, R1, 환 A1 등의 기호의 정의는, 항 1에 기재한 바와 같다.
화합물(1-71)은, 이하의 방법으로 합성할 수 있다. 화합물(51)과 포름알데히드를, DABCO(1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄의 존재 하에서 반응시켜, 화합물(52)을 얻는다. 다음으로, tert-부틸디메틸실릴클로라이드와 이미다졸을 작용시켜 화합물(53)을 얻은 후, 수산화 리튬 등의 염기로 가수분해시켜 화합물(54)을 얻는다. 화합물(55)과 1-브로모-3,5-디메톡시벤젠을, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 촉매 및 염기의 존재 하에서 반응시켜, 화합물(56)을 얻는다. 한편, 화합물(56)과 삼브롬화 붕소와 반응시켜, 화합물(57)을 얻는다. 화합물(57)과 화합물(54)을 DCC 및 DMAP의 존재 하에서 반응시켜, 화합물(58)을 얻은 후, TBAF(테트라부틸암모늄플루오리드)를 사용하여 탈보호시킴으로써, 화합물(1-71)로 유도한다.
Figure pct00033
화합물(1-72)은, 이하의 방법으로 합성할 수 있다. 화합물(57)을 에틸렌카르보나토 및 염기의 존재 하에서 반응시켜, 화합물(59)을 얻는다. 화합물(59)과 화합물(54)을 DCC 및 DMAP의 존재 하에서 반응시켜, 화합물(60)을 얻은 후, TBAF(테트라부틸암모늄플루오리드)을 사용하여 탈보호시킴으로써, 화합물(1-72)로 유도한다.
Figure pct00034
화합물(1-73)은, 이하의 방법으로 합성할 수 있다. 화합물(1-71)을 삼브롬화 인 존재 하에서 반응시켜, 화합물(61)을 얻는다. 화합물(61)에 인듐을 작용시킨 후, 포름알데히드와 반응시킴으로써, 화합물(1-73)로 유도한다.
Figure pct00035
3. 액정 조성물
3-1. 성분 화합물
본 발명의 액정 조성물은, 화합물(1)을 성분 A로서 포함한다. 화합물(1)은, 소자의 기판과 비공유 결합적인 상호 작용에 의해, 액정 분자의 배향을 제어할 수 있다. 이 조성물은, 화합물(1)을 성분 A로서 포함하고, 이하에 나타내는 성분 B, C, D, 및 E로부터 선택된 액정성 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하다. 성분 B는, 화합물(2)∼화합물(4)이다. 성분 C는 화합물(5)∼화합물(7)이다. 성분 D는, 화합물(8)이다. 성분 E는, 화합물(9)∼화합물(15)이다. 이 조성물은, 화합물(2)∼화합물(15)과는 상이한, 그 외의 액정성 화합물을 포함해도 된다. 이 조성물을 조제할 때는, 양 또는 음의 유전율 이방성의 크기 등을 고려하여 성분 B, C, D, 및 E를 선택하는 것이 바람직하다. 성분을 적절하게 선택한 조성물은, 높은 상한 온도, 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성(즉, 큰 광학 이방성 또는 작은 광학 이방성), 양 또는 음으로 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 열 또는 자외선에 대한 안정성, 및 적절한 탄성 상수(즉, 큰 탄성 상수 또는 작은 탄성 상수)를 가진다.
화합물(1)은, 액정 분자의 배향을 제어할 목적으로, 조성물에 첨가된다. 화합물(1)의 바람직한 비율은, 액정 분자를 배향시키기 위해 0.05중량% 이상이며, 소자의 표시 불량을 방지하기 위해 10중량% 이하이다. 더욱 바람직한 비율은, 0.1중량%∼7중량%의 범위이다. 특히 바람직한 비율은, 0.5중량%∼5중량%의 범위이다. 이 비율은, 화합물(1)과 화합물(16)의 합계량에도 적용된다.
성분 B는, 2개의 말단기가 알킬 등인 화합물이다. 성분 B의 바람직한 예로서, 화합물(2-1)∼화합물(2-11), 화합물(3-1)∼화합물(3-19), 및 화합물(4-1)∼화합물(4-7)을 들 수 있다. 성분 B의 화합물에 있어서, R11 및 R12는 독립적으로, 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 또는 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있다.
Figure pct00036
성분 B는, 유전율 이방성의 절대값이 작으므로, 중성에 가까운 화합물이다. 화합물(2)은, 주로 점도의 감소 또는 광학 이방성의 조정에 효과가 있다. 화합물(3) 및 화합물(4)은, 상한 온도를 높게 함으로써 네마틱상의 온도 범위를 넓히는 효과, 또는 광학 이방성의 조정에 효과가 있다.
성분 B의 함유량을 증가시킴에 따라 조성물의 유전율 이방성이 작아지게 되지만 점도는 작아진다. 이에, 소자의 임계값 전압의 요구값을 만족하는 한, 함유량은 많은 것이 바람직하다. IPS, VA 등의 모드용의 조성물을 조제할 경우에는, 성분 B의 함유량은, 액정 조성물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 30중량% 이상, 더욱 바람직하게는 40중량% 이상이다.
성분 C는, 우측 말단에 할로겐 또는 불소함유기를 가지는 화합물이다. 성분 C의 바람직한 예로서, 화합물(5-1)∼화합물(5-16), 화합물(6-1)∼화합물(6-113), 화합물(7-1)∼화합물(7-57)을 들 수 있다. 성분 C의 화합물에 있어서, R13은 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고; X11은, 불소, 염소, -OCF3, -OCHF2, -CF3, -CHF2, -CH2F, -OCF2CHF2, 또는 -OCF2CHFCF3이다.
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
성분 C는, 유전율 이방성이 양이며, 열, 광 등에 대한 안정성이 매우 양호하므로, IPS, FFS, OCB 등의 모드용의 조성물을 조제할 경우에 사용할 수 있다. 성분 C의 함유량은, 액정 조성물의 중량을 기준으로 1중량%∼99중량%의 범위가 적합하고, 바람직하게는 10중량%∼97중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 40중량%∼95중량%의 범위이다. 성분 C를 유전율 이방성이 음인 조성물에 첨가할 경우, 성분 C의 함유량은 액정 조성물의 중량을 기준으로 30중량% 이하가 바람직하다. 성분 C를 첨가함으로써, 조성물의 탄성 상수를 조정하고, 소자의 전압-투과율 곡선을 조정하는 것이 가능하게 된다.
성분 D는, 우측 말단기가 -C≡N 또는 -C≡C-C≡N인 화합물(8)이다. 성분 D의 바람직한 예로서, 화합물(8-1)∼화합물(8-64)을 들 수 있다. 성분 D의 화합물에 있어서, R14는 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고; -X12는 -C≡N 또는 -C≡C-C≡N이다.
Figure pct00043
Figure pct00044
성분 D는, 유전율 이방성이 양이며, 그 값이 크므로, TN 등의 모드용의 조성물을 조제할 경우에 주로 사용할 수 있다. 이 성분 D를 첨가함으로써, 조성물의 유전율 이방성을 크게 할 수 있다. 성분 D는, 액정상의 온도 범위를 넓히거나, 점도를 조정하거나, 또는 광학 이방성을 조정하는 효과가 있다. 성분 D는, 소자의 전압-투과율 곡선의 조정에도 유용하다.
TN 등의 모드용의 조성물을 조제할 경우에는, 성분 D의 함유량은, 액정 조성물의 중량을 기준으로 1중량%∼99중량%의 범위가 적합하며, 바람직하게는 10중량%∼97중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 40중량%∼95중량%의 범위이다. 성분 D를 유전율 이방성이 음인 조성물에 첨가할 경우, 성분 D의 함유량은 액정 조성물의 중량을 기준으로 30중량% 이하가 바람직하다. 성분 D를 첨가함으로써, 조성물의 탄성 상수를 조정하고, 소자의 전압-투과율 곡선을 조정하는 것이 가능하게 된다.
성분 E는, 화합물(9)∼화합물(15)이다. 이들 화합물은, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌과 같이, 래터럴 위치가 2개의 할로겐으로 치환된 페닐렌을 가진다. 성분 E의 바람직한 예로서, 화합물(9-1)∼화합물(9-8), 화합물(10-1)∼화합물(10-17), 화합물(11-1), 화합물(12-1)∼화합물(12-3), 화합물(13-1)∼화합물(13-11), 화합물(14-1)∼화합물(14-3), 및 화합물(15-1)∼화합물(15-3)을 들 수 있다. 성분 E의 화합물에 있어서, R15 및 R16은 독립적으로, 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고; R17은, 수소, 불소, 탄소수 1∼10의 알킬, 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있다.
Figure pct00045
Figure pct00046
성분 E는, 유전율 이방성이 음으로 크다. 성분 E는, IPS, VA, PSA 등의 모드용의 조성물을 조제할 경우에 사용할 수 있다. 성분 E의 함유량을 증가시킴에 따라 조성물의 유전율 이방성이 음으로 커지지만, 점도가 커진다. 이에, 소자의 임계값 전압의 요구값을 만족하는 한, 함유량은 적은 것이 바람직하다. 유전율 이방성이 -5 정도인 것을 고려하면, 충분한 전압 구동을 시키기 위해서는, 함유량이 40중량% 이상인 것이 바람직하다.
성분 E 중, 화합물(9)은 2환 화합물이므로, 주로, 점도의 감소, 광학 이방성의 조정, 또는 유전율 이방성의 증가에 효과가 있다. 화합물(10) 및 화합물(11)은 3환 화합물이므로, 상한 온도를 높게 하거나, 광학 이방성을 크게 하거나, 또는 유전율 이방성을 크게 하는 효과가 있다. 화합물(12)∼화합물(15)은, 유전율 이방성을 크게 하는 효과가 있다.
IPS, VA, PSA 등의 모드용의 조성물을 조제할 경우에는, 성분 E의 함유량은, 액정 조성물의 중량을 기준으로, 바람직하게는 40중량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 50중량%∼95중량%의 범위이다. 성분 E를 유전율 이방성이 양인 조성물에 첨가하는 경우에는, 성분 E의 함유량이 액정 조성물의 중량을 기준으로 30중량% 이하가 바람직하다. 성분 E를 첨가함으로써, 조성물의 탄성 상수를 조정하고, 소자의 전압-투과율 곡선을 조정하는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 성분 B, C, D, 및 E를 적절하게 조합함으로써, 높은 상한 온도, 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 양 또는 음으로 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성, 큰 탄성 상수 등의 특성 중 적어도 1개를 충족하는 액정 조성물을 조제할 수 있다. 필요에 따라, 성분 B, C, D, 및 E와는 상이한 액정성 화합물을 첨가할 수도 있다.
3-2. 첨가물
액정 조성물은 공지의 방법에 의해 조제된다. 예를 들면, 성분 화합물을 혼합하고, 그리고 가열에 의해 서로 용해시킨다. 용도에 따라, 이 조성물에 첨가물을 첨가할 수도 있다. 첨가물의 예는, 중합성 화합물, 중합 개시제, 중합 금지제, 광학 활성 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수체, 광안정제, 열안정제, 소포제 등이다. 이와 같은 첨가물은 당업자에게 잘 알려져 있고, 문헌에 기재되어 있다.
중합성 화합물은, 액정 조성물 중에 중합체를 생성시킬 목적으로 첨가된다. 전극간에 전압을 인가한 상태에서 자외선을 조사(照射)하여, 화합물(1)을 중합시킴으로써, 액정 조성물 중에 중합체를 생성시킨다. 이 때, 화합물(1)은, 극성기가 유리(또는 금속 산화물)의 기판 표면과 비공유 결합적으로 상호 작용한 상태에서 고정화된다. 이로써, 액정 분자의 배향을 제어하는 능력이 더욱 향상되고, 적절한 프리 틸트를 얻을 수 있으므로, 응답 시간이 단축된다.
중합성 화합물의 바람직한 예는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 화합물, 비닐옥시 화합물, 프로페닐에테르, 에폭시 화합물(옥시란, 옥세탄), 및 비닐 케톤이다. 더욱 바람직한 예는, 적어도 1개의 아크릴로일옥시를 가지는 화합물 및 적어도 1개의 메타크릴로일옥시를 가지는 화합물이다. 더욱 바람직한 예로는, 아크릴로일옥시와 메타크릴로일옥시의 양쪽을 가지는 화합물도 포함된다.
화합물(1)은, 극성기를 가진다. 한편, 화합물(16)은, 극성기를 가지지 않는다. 화합물(16)의 바람직한 예를 설명한다.
Figure pct00047
식(16)에 있어서, 환 F 및 환 I는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 1∼12의 알콕시, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼12의 알킬로 치환될 수도 있다.
바람직한 환 F또는 환 I는, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 플루오로페닐, 디플루오로페닐, 1-나프틸, 또는 2-나프틸이다. 더욱 바람직한 환 F 또는 환 I는, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 또는 페닐이다. 특히 바람직한 환 F 또는 환 I는, 페닐이다.
환 G는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 페난트렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 1∼12의 알콕시, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼12의 알킬로 치환될 수도 있다.
바람직한 환 G는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일이다. 더욱 바람직한 환 G는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 또는 2-플루오로-1,4-페닐렌이다. 특히 바람직한 환 G는, 1,4-페닐렌 또는 2-플루오로-1,4-페닐렌이다. 가장 바람직한 환 G는, 1,4-페닐렌이다.
식(16)에 있어서, Z22 및 Z23은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH-, -C(CH3)=CH-, -CH=C(CH3)-, 또는 -C(CH3)=C(CH3)-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다. 바람직한 Z7 또는 Z8은, 단결합, -CH2CH2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, 또는 -OCO-이다. 더욱 바람직한 Z22 또는 Z23은, 단결합이다.
화합물(16)에 있어서, P11, P12, 및 P13은 독립적으로, 중합성기이다. 바람직한 P11 내지 P13은, 식(P-2)∼식(P-6)으로 표시되는 중합성기의 군으로부터 선택된 기이다. 더욱 바람직한 P11 내지 P13은, 식(P-2) 또는 식(P-6)으로 표시되는 기이다. 특히 바람직한 P11 내지 P13은, 식(P-2)으로 표시되는 기이다. 식(P-2)으로 표시되는 바람직한 기는, 아크릴로일옥시(-OCO-CH=CH2) 또는 메타크릴로일옥시(-OCO-C(CH3)=CH2)이다. 기(P-2)∼기(P-6)의 파선은, 결합하는 부위를 나타낸다.
Figure pct00048
기(P-2)∼기(P-6)에 있어서, M11, M12, 및 M13은 독립적으로, 수소, 불소, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이다. 바람직한 M11, M12, 또는 M13은, 반응성을 높이기 위해 수소 또는 메틸이다. 더욱 바람직한 M11은 수소 또는 메틸이며, 더욱 바람직한 M12 또는 M13은 수소이다.
식(16)에 있어서, Sp11, Sp12, 및 Sp13은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있다. 바람직한 Sp11, Sp12, 또는 Sp13은, 단결합이다.
식(16)에 있어서, u는, 0, 1, 또는 2이다. 바람직한 u는, 0 또는 1이다.
f, g, 및 h는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 f, g, 및 h의 합은, 1 이상이다. 바람직한 f, g, 또는 h는, 1 또는 2이다. 바람직한 합은, 2, 3 또는 4이다. 보다 바람직한 합은, 2 또는 3이다. 더욱 바람직한 합은, 3 또는 4이다.
더욱 바람직한 예는, 화합물(16-1-1)∼화합물(16-16)이다. 화합물(16-1-1)∼화합물(16-16)에 있어서, R25∼R31은 독립적으로, 수소 또는 메틸이며; V, 및 x는 독립적으로, 0 또는 1이며; t 및 u는 독립적으로, 1∼10의 정수이며; L31∼L36은 독립적으로, 수소 또는 불소이며, L37 및 L38은 독립적으로, 수소, 불소, 또는 메틸이다.
Figure pct00049
Figure pct00050
중합성 화합물은, 중합 개시제를 첨가함으로써, 신속하게 중합시킬 수 있다. 반응 온도를 최적화함으로써, 잔존하는 중합성 화합물의 양을 감소시킬 수 있다. 광 라디칼 중합 개시제의 예는, BASF사의 다로큐어 시리즈로부터 TPO, 1173, 및 4265이며, 이르가큐어 시리즈로부터 184, 369, 500, 651, 784, 819, 907, 1300, 1700, 1800, 1850, 및 2959이다.
광 라디칼 중합 개시제의 추가 예는, 4-메톡시페닐-2,4-비스(트리클로로메틸)트리아진, 2-(4-부톡시스티릴)-5-트리클로로메틸-1,3,4-옥사디아졸, 9-페닐아크리딘, 9,10-벤조페나진, 벤조페논/미힐러케톤 혼합물, 헥사아릴비이미다졸/머캅토벤즈이미다졸 혼합물, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,4-디에틸크산톤/p-디메틸아미노벤조산 메틸 혼합물, 벤조페논/메틸트리에탄올아민 혼합물이다.
액정 조성물에 광 라디칼 중합 개시제를 첨가한 후, 전기장을 인가한 상태에서 자외선을 조사함으로써 중합을 행할 수 있다. 그러나, 미반응의 중합 개시제 또는 중합 개시제의 분해 생성물은, 소자에 화상의 소부 등의 표시 불량을 야기할지도 모른다. 이것을 방지하기 위해 중합 개시제를 첨가하지 않은 채 광중합을 행해도 된다. 조사하는 광의 바람직한 파장은 150nm∼500nm의 범위이다. 더욱 바람직한 파장은 250nm∼450nm의 범위이며, 가장 바람직한 파장은 300nm∼400nm의 범위이다.
중합성 화합물을 보관할 때, 중합을 방지하기 위해 중합 금지제를 첨가할 수도 있다. 중합성 화합물은, 통상은 중합 금지제를 제거하지 않은 채 조성물에 첨가된다. 중합 금지제의 예는, 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논과 같은 하이드로퀴논 유도체, 4-tert-부틸카테콜, 4-메톡시페놀, 페노티아진 등이다.
광학 활성 화합물은, 액정 분자에 나선 구조를 유도하여 필요한 비틀림각을 부여함으로써 역 비틀림을 방지하는 효과를 가진다. 광학 활성 화합물을 첨가함으로써, 나선 피치를 조정할 수 있다. 나선 피치의 온도 의존성을 조정할 목적으로, 2개 이상의 광학 활성 화합물을 첨가할 수도 있다. 광학 활성 화합물의 바람직한 예로서, 하기 화합물(Op-1)∼화합물(Op-18)을 예로 들 수 있다. 화합물(Op-18)에 있어서, 환 J는 1,4-시클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이며, R28은 탄소수 1∼10의 알킬이다.
Figure pct00051
산화 방지제는, 큰 전압 유지율을 유지하기 위해 유효하다. 산화 방지제의 바람직한 예로서, 하기 화합물(AO-1) 및 화합물(AO-2); IRGANOX 415, IRGANOX 565, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 3114, 및 IRGANOX 1098(상품명: BASF사)을 들 수 있다. 자외선 흡수체는, 상한 온도의 저하를 방지하기 위해 유효하다. 자외선 흡수체의 바람직한 예는, 벤조페논 유도체, 벤조에이트 유도체, 트리아졸 유도체 등이다. 구체예로서 하기 화합물(AO-3) 및 화합물(AO-4); TINUVIN 329, TINUVIN P, TINUVIN 326, TINUVIN 234, TINUVIN 213, TINUVIN 400, TINUVIN 328, 및 TINUVIN 99-2(상품명: BASF사); 및 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(DABCO)을 들 수 있다.
입체 장해가 있는 아민과 같은 광안정제는, 큰 전압 유지율을 유지하기 위해 바람직하다. 광안정제의 바람직한 예로서, 하기 화합물(AO-5) 및 화합물(AO-6); TINUVIN 144, TINUVIN 765, 및 TINUVIN 770DF(상품명: BASF사)를 들 수 있다. 열안정제도 큰 전압 유지율을 유지하기 위해 유효이며, 바람직한 예로서 IRGAFOS 168(상품명: BASF사)을 들 수 있다. 소포제는, 거품이 이는 것을 방지하기 위해 유효하다. 소포제의 바람직한 예는, 디메틸시리콘 오일, 메틸페닐시리콘 오일 등이다.
Figure pct00052
화합물(AO-1)에 있어서, R40은 탄소수 1∼20의 알킬, 탄소수 1∼20의 알콕시, -COOR41, 또는 -CH2CH2COOR41이며, 여기서 R41은 탄소수 1∼20의 알킬이다. 화합물(AO-2) 및 화합물(AO-5)에 있어서, R42는 탄소수 1∼20의 알킬이다. 화합물(AO-5)에 있어서, R43은 수소, 메틸, 또는 O·(산소 라디칼)이며, 환 G는 1,4-시클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이며, z는 1, 2, 또는 3이다.
4. 액정 표시 소자
액정 조성물은, PC, TN, STN, OCB, PSA 등의 동작 모드를 가지고, 액티브 매트릭스 방식으로 구동하는 액정 표시 소자에 사용할 수 있다. 이 조성물은, PC, TN, STN, OCB, VA, IPS 등의 동작 모드를 가지고, 패시브 매트릭스 방식으로 구동하는 액정 표시 소자에도 사용할 수 있다. 이 소자는, 반사형, 투과형, 반투과형의 어떤 타입에도 적용할 수 있다.
이 조성물은, 네마틱 액정을 마이크로캡슐화하여 제작한 NCAP(nematic curvilinear aligned phase) 소자, 액정 중에 3차원 그물눈형 고분자를 형성하여 제작한 폴리머 분산형 액정 표시 소자(PDLCD), 그리고 폴리머 네트워크 액정 표시 소자(PNLCD)에도 사용할 수 있다. 중합성 화합물의 첨가량이 액정 조성물의 중량을 기준으로 약 10중량% 이하일 때, PSA 모드의 액정 표시 소자가 제작된다. 바람직한 비율은 약 0.1중량%∼약 2중량%의 범위이다. 더욱 바람직한 비율은, 약 0.2중량%∼약 1.0중량%의 범위이다. PSA 모드의 소자는, 액티브 매트릭스, 패시브 매트릭스와 같은 구동 방식으로 구동시킬 수 있다. 이와 같은 소자는, 반사형, 투과형, 반투과형의 어떤 타입에도 적용할 수 있다. 중합성 화합물의 첨가량을 증가시키는 것에 의해, 고분자 분산(polymer dispersed) 모드의 소자도 제작할 수 있다.
고분자 지지 배향형의 소자에서는, 조성물에 포함되는 중합체가 액정 분자를 배향시킨다. 극성 화합물은, 액정 분자가 배열하는 것을 서포트한다. 즉, 극성 화합물은, 배향막을 대신하여 사용할 수 있다. 이와 같은 소자를 제조하는 방법의 일례는, 다음과 같다. 어레이 기판과 컬러 필터 기판으로 불리우는 2개의 기판을 가지는 소자를 준비한다. 이 기판은 배향막을 가지지 않는다. 이 기판의 적어도 1개는, 전극층을 가진다. 액정성 화합물을 혼합하여 액정 조성물을 조제한다. 이 조성물에 중합성 화합물 및 극성 화합물을 첨가한다. 필요에 따라 첨가물을 더욱 첨가할 수도 있다. 이 조성물을 소자에 주입한다. 이 소자에 전압을 인가한 상태에서 광조사한다. 자외선이 바람직하다. 광조사에 의해 중합성 화합물을 중합시킨다. 이 중합에 의해, 중합체를 포함하는 조성물이 생성되고, PSA 모드를 가지는 소자가 제작된다.
이 수순에 있어서, 극성 화합물은, 극성기가 기판 표면과 상호 작용하므로, 기판 상에 배열한다. 이 극성 화합물이, 액정 분자를 배향시킨다. 전압을 인가했을 때, 전기장의 작용에 의해 액정 분자의 배향이 더욱 촉진된다. 이 배향에 따라 중합성 화합물도 배향한다. 이 상태에서 중합성 화합물이 자외선에 의해 중합하므로, 이 배향을 유지한 중합체가 생성된다. 이 중합체의 효과에 의해, 액정 분자의 배향이 추가적으로 안정화하므로, 소자의 응답 시간이 단축된다. 화상의 소부는, 액정 분자의 동작 불량이므로, 이 중합체의 효과에 의해 소부도 동시에 개선되게 된다. 화합물(1)은 중합성이므로, 중합에 의해 소비된다. 화합물(1)은, 다른 중합성 화합물과 공중합하는 것에 의해서도 소비된다. 따라서, 화합물(1)은 극성기를 가지지만, 소비되므로, 전압 유지율이 큰 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.
[실시예]
실시예(합성예, 사용예를 포함함)에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 의해서는 제한되지 않는다. 본 발명은, 사용예 1의 조성물과 사용예 2의 조성물의 혼합물을 포함한다. 본 발명은, 사용예의 조성물 중 적어도 2개를 혼합함으로써 조제한 혼합물도 포함한다.
1. 화합물(1)의 실시예
특별히 기재가 없는 한, 반응은 질소 분위기 하에서 행하였다. 화합물(1)은, 실시예 1 등에 나타낸 수순에 따라 합성하였다. 합성한 화합물은, NMR 분석 등의 방법에 의해 동정(同定)하였다. 화합물(1), 액정성 화합물, 조성물, 소자의 특성은, 하기 방법에 의해 측정했다.
NMR 분석: 측정 시에는, 브루커바이오스핀(Bruker BioSpin)사에서 제조한 DRX-500을 사용하였다. 1H-NMR의 측정에서는, 시료를 CDCl3 등의 중수소화 용매에 용해시키고, 측정은, 실온에서, 500MHz, 적산 회수 16회의 조건에서 행하였다. 테트라메틸실란을 내부 표준으로서 사용하였다. 19F-NMR의 측정에서는, CFCl3을 내부 표준으로서 사용하고, 적산 회수 24회로 행하였다. 핵자기 공명 스펙트럼의 설명에 있어서, s는 싱글렛(singlet), d는 더블렛(doublet), t는 트리플렛(triplet), q는 쿼텟(quartet), quin은 퀸텟(quintet), sex는 섹스텟(sextet), m은 멀티플렛(multiplet), br은 브로드(broad)인 것을 의미한다.
가스 크로마토 분석: 측정 시에는, 시마즈제작소(島津製作所)에서 제조한 GC-2010형 가스 크로마토그래피를 사용하였다. 컬럼은, Agilent Technologies Inc.에서 제조한 캐필러리 컬럼 DB-1(길이 60m, 내경(內徑) 0.25mm, 막 두께 0.25㎛)을 사용하였다. 캐리어 가스로서는 헬륨(1ml/분)을 사용하였다. 시료 기화실의 온도를 300℃, 검출기(FID) 부분의 온도를 300℃로 설정하였다. 시료는 아세톤에 용해하여, 1중량%의 용액이 되도록 조제하고, 얻어진 용액 1μl를 시료 기화실에 주입하였다. 기록계에는 시마즈제작소에서 제조한 GCSolution 시스템 등을 사용하였다.
HPLC 분석: 측정에는, 시마즈제작소에서 제조한 Prominence(LC-20AD; SPD-20A)를 사용하였다. 컬럼은 와이엠씨에서 제조한 YMC-Pack ODS-A(길이 150mm, 내경 4.6mm, 입자 직경 5㎛)를 사용하였다. 용출액은 아세토니트릴과 물을 적절하게 혼합하여 사용하였다. 검출기로서는 UV 검출기, RI 검출기, CORONA 검출기 등을 적절하게 사용하였다. UV 검출기를 사용한 경우, 검출 파장은 254nm로 했다. 시료는 아세토니트릴에 용해하여, 0.1중량%의 용액이 되도록 조제하고, 이 용액 1μL을 시료실에 도입했다. 기록계로서는 시마즈제작소에서 제조한 C-R7Aplus를 사용하였다.
자외 분광 분석: 측정 시에는, 시마즈제작소에서 제조한 PharmaSpec UV-1700을 사용하였다. 검출 파장은 190nm∼700nm로 했다. 시료는 아세토니트릴에 용해하여, 0.01mmol/L의 용액이 되도록 조제하고, 석영 셀(광로 길이 1cm)에 넣어서 측정하였다.
측정 시료: 상 구조 및 천이 온도(투명점, 융점, 중합 개시 온도 등)를 측정할 때는, 화합물 그 자체를 시료로서 사용하였다.
측정 방법: 특성의 측정은 하기 방법으로 행하였다. 이들 중 대부분은, 사단 법인 전자 정보 기술 산업 협회(JEITA; Japan Electronics and Information Technology Industries Association)에서 심의 제정되는 JEITA 규격(JEITA·ED-2521B)에 기재된 방법, 또는 이것을 변경한 방법이다. 측정에 사용한 TN 소자에는, 박막 트랜지스터(TFT)를 장착하지 않았다.
(1) 상 구조
편광 현미경을 구비한 융점 측정 장치의 핫 플레이트(hot plate)(메틀러사, FP-52형 핫 스테이지)에 시료를 두었다. 이 시료를, 3℃/분의 속도로 가열하면서 상 상태와 그 변화를 편광 현미경으로 관찰하고, 상의 종류를 특정하였다.
(2) 천이 온도(℃)
측정에는, 퍼킨엘머사에서 제조한 주사 열량계, Diamond DSC 시스템 또는 에스에스아이·나노테크놀로지사에서 제조한 고감도 시차 주사 열량계, X-DSC7000을 사용하였다. 시료는, 3℃/분의 속도로 승강온(昇降溫)하고, 시료의 상 변화에 따른다 흡열 피크 또는 발열 피크의 개시점을 외삽(外揷)에 의해 구하고, 천이 온도를 결정했다. 화합물의 융점, 중합 개시 온도도 이 장치를 사용하여 측정하였다. 화합물이 고체에서 스멕틱상, 네마틱상 등의 액정상으로 전이하는 온도를 「액정상의 하한 온도」로 약칭하는 경우가 있다. 화합물이 액정상으로부터 액체로 전이하는 온도를 「투명점」으로 약칭하는 경우가 있다.
결정은 C로 표시하였다. 결정의 종류의 구별이 되는 경우에는, 각각을 C1, C2와 같이 표시하였다. 스멕틱상은 S, 네마틱상은 N으로 표시하였다. 스멕틱상 중에서, 스멕틱 A상, 스멕틱 B상, 스멕틱 C상, 또는 스멕틱 F상의 구별이 되는 경우에는, 각각 SA, SB, SC, 또는 SF로 표시하였다. 액체(아이소트로픽)는 I로 표시하였다. 천이 온도는, 예를 들면, 「C 50.0 N 100.0 I」와 같이 표기하였다. 이는, 결정으로 네마틱상으로의 천이 온도가 50.0℃이며, 네마틱상으로부터 액체로의 천이 온도가 100.0℃인 것을 나타낸다.
(3) 네마틱상의 상한 온도(TNI 또는 NI; ℃)
편광 현미경을 구비한 융점 측정 장치의 핫 플레이트에 시료를 두고, 1℃/분의 속도로 가열했다. 시료의 일부가 네마틱상으로부터 등방성(等方性) 액체로 변화되었을 때의 온도를 측정하였다. 네마틱상의 상한 온도를 「상한 온도」로 약칭하는 경우가 있다. 시료가 화합물(1)과 모액정의 혼합물일 때는, TNI의 기호로 나타낸다. 시료가 화합물(1)과 성분 B, C, D와 같은 화합물의 혼합물일 때는, NI의 기호로 나타낸다.
(4) 네마틱상의 하한 온도(TC; ℃)
네마틱상을 가지는 시료를 0℃, -10℃, -20℃, -30℃, 및 -40℃의 프리저(freezer) 중에 10일간 보관한 후, 액정상을 관찰했다. 예를 들면, 시료가 -20℃에서는 네마틱상인 채이며, -30℃에서는 결정 또는 스멕틱상으로 변화되었을 때, TC를 ≤-20℃로 기재했다. 네마틱상의 하한 온도를 「하한 온도」로 약칭하는 경우가 있다.
(5) 점도(벌크 점도; η; 20℃에서 측정; mPa·s)
측정 시에는, 도쿄계기(東京計器) 주식회사에서 제조한 E형 회전 점도계를 사용하였다.
(6) 광학 이방성(굴절율 이방성; 25℃에서 측정; Δn)
측정은, 파장 589nm의 광을 사용하고, 접안경에 편광판을 장착한 압베 굴절계에 의해 행하였다. 주프리즘의 표면을 일방향으로 러빙한 후, 시료를 주프리즘에 적하(適下)하였다. 굴절율(n∥)은 편광의 방향이 러빙의 방향과 평행할 때 측정하였다. 굴절율(n⊥)은 편광의 방향이 러빙의 방향과 수직일 때 측정하였다. 광학 이방성(Δn)의 값은, Δn=n∥-n⊥의 식으로부터 계산하였다.
(7) 비저항(ρ; 25℃에서 측정; Ωcm)
전극을 구비한 용기에 시료 1.0mL를 주입하였다. 이 용기에 직류 전압(10V)을 인가하고, 10초 후의 직류 전류를 측정하였다. 비저항은 하기 식으로부터 산출하였다. (비저항)= {(전압)× (용기의 전기 용량)}/{(직류 전류)×(진공의 유전율)}.
유전율 이방성이 양인 시료와 음인 시료는, 특성의 측정법이 상이한 경우가 있다. 유전율 이방성이 양일 때의 측정법은, 항(8a)∼항(12a)에 기재하였다. 유전율 이방성이 음인 경우에는, 항(8b)∼항(12b)에 기재하였다.
(8a) 점도(회전 점도; γ1; 25℃에서 측정; mPa·s)
양의 유전율 이방성: 측정은, M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol.259, 37(1995)에 기재된 방법을 따랐다. 트위스트 각이 0도이며, 그리고, 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 5㎛인 TN 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 16V∼19.5V의 범위에서 0.5V마다 단계적으로 인가했다. 0.2초의 무인가의 후, 단 1개의 직사각형파(사각 펄스; 0.2초)와 무인가(2초)의 조건에서 인가를 반복하였다. 이 인가에 의해 발생한 과도 전류(transient current)의 피크 전류(peak current)와 피크 시간(peak time)을 측정하였다. 이 측정값과 M. Imai 들의 논문, 40페이지의 계산식(8)에 의해 회전 점도의 값을 얻었다. 이 계산에 필요한 유전율 이방성의 값은, 이 회전 점도를 측정한 소자를 사용하고, 하기 방법으로 구하였다.
(8b) 점도(회전 점도; γ1; 25℃에서 측정; mPa·s)
음의 유전율 이방성: 측정은, M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol.259, 37(1995)에 기재된 방법을 따랐다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 20㎛인 VA 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 39볼트∼50볼트의 범위에서 1볼트마다 단계적으로 인가했다. 0.2초의 무인가의 후, 단 1개의 직사각형파(사각 펄스; 0.2초)와 무인가(2초)의 조건으로 인가를 반복하였다. 이 인가에 의해 발생한 과도 전류(transient current)의 피크 전류(peak current)와 피크 시간(peak time)을 측정하였다. 이 측정값과 M. Imai 들의 논문, 40페이지의 계산식(8)에 의해 회전 점도의 값을 얻었다. 이 계산에 필요한 유전율 이방성은, 하기 유전율 이방성의 항에서 측정한 값을 사용하였다.
(9a) 유전율 이방성(Δε; 25℃에서 측정)
양의 유전율 이방성: 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 9㎛이며, 그리고, 트위스트 각이 80도인 TN 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 사인파(10V, 1kHz)를 인가하고, 2초 후에 액정 분자의 장축(長軸) 방향에서의 유전율(ε∥)을 측정하였다. 이 소자에 사인파(0.5V, 1kHz)를 인가하고, 2초 후에 액정 분자의 단축 방향에서의 유전율(ε⊥)를 측정하였다. 유전율 이방성의 값은, Δε=ε∥-ε⊥의 식으로부터 계산하였다.
(9b) 유전율 이방성(Δε; 25℃에서 측정)
음의 유전율 이방성: 유전율 이방성의 값은, Δε=ε∥-ε⊥ 의 식으로부터 계산하였다. 유전율(ε∥ 및 ε⊥)은 하기와 같이 측정하였다.
1) 유전율(ε∥)의 측정: 양호하게 세정한 유리 기판에 옥타데실트리에톡시실란(0.16mL)의 에탄올(20mL) 용액을 도포했다. 유리 기판을 스피너(spinner)로 회전시킨 후, 150℃에서 1시간 가열했다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 4㎛인 VA 소자에 시료를 넣고, 이 소자를 자외선으로 경화하는 접착제로 밀폐했다. 이 소자에 사인파(0.5V, 1kHz)를 인가하고, 2초 후에 액정 분자의 장축 방향에서의 유전율(ε∥)을 측정하였다.
2) 유전율(ε⊥)의 측정: 양호하게 세정한 유리 기판에 폴리이미드 용액을 도포했다. 이 유리 기판을 소성(燒成)한 후, 얻어진 배향막에 러빙 처리를 하였다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 9㎛이며, 트위스트 각이 80도인 TN 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 사인파(0.5V, 1kHz)를 인가하고, 2초 후에 액정 분자의 단축 방향에서의 유전율(ε⊥)을 측정하였다.
(10a) 탄성 상수(K; 25℃에서 측정; pN)
양의 유전율 이방성: 측정 시에는 요코가와(橫河)·휴렛팩커드 주식회사에서 제조한 HP4284A형 LCR 미터를 사용하였다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 20㎛인 수평 배향 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 0볼트∼20볼트 전하를 인가하고, 정전 용량 및 인가 전압을 측정하였다. 측정한 정전 용량(C)과 인가 전압(V)의 값을 「액정 디바이스 핸드북」(닛칸공업신문사), 75페이지에 있는 식(2.98), 식(2.101)을 사용하여 피팅하고, 식(2.99)으로부터 K11 및 K33의 값을 얻었다. 다음으로, 171페이지에 있는 식(3.18)에, 방금 구한 K11 및 K33의 값을 사용하여 K22를 산출하였다. 탄성 상수 K는, 이와 같이 하여 구한 K11, K22 및 K33의 평균값으로 나타낸다.
(10b) 탄성 상수(K11 및 K33; 25℃에서 측정; pN)
음의 유전율 이방성: 측정 시에는 주식회사 도요테크니카에서 제조한 EC-1형 탄성 상수 측정기를 사용하였다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 20㎛인 수직 배향 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 20볼트∼0볼트의 전하를 인가하고, 정전 용량 및 인가 전압을 측정하였다. 정전 용량(C)과 인가 전압(V)의 값을, 「액정 디바이스 핸드북」(닛칸공업신문사), 75페이지에 있는 식(2.98), 식(2.101)을 사용하여 피팅하고, 식(2.100)으로부터 탄성 상수의 값을 얻었다.
(11a) 임계값 전압(Vth; 25℃에서 측정; V)
양의 유전율 이방성: 측정 시에는 오쓰카(大塚) 전자주식회사에서 제조한 LCD5100형 휘도계를 사용하였다. 광원은 할로겐 램프였다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 0.45/Δn(㎛)이며, 트위스트 각이 80도인 노멀리 화이트 모드(normally white mode)의 TN 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 인가하는 전압 (32Hz, 직사각형파)은 0V로부터 10V까지 0.02V씩 단계적으로 증가시켰다. 이 때, 소자에 수직 방향으로부터 광을 조사하고, 소자를 투과한 광량을 측정하였다. 이 광량이 최대가 되었을 때가 투과율 100%이며, 이 광량이 최소일 때가 투과율 0%인 전압-투과율 곡선을 작성하였다. 임계값 전압은 투과율이 90%가 되었을 때의 전압으로 나타낸다.
(1lb) 임계값 전압(Vth; 25℃에서 측정; V)
음의 유전율 이방성: 측정 시에는 오쓰카 전자 주식회사에서 제조한 LCD5100형 휘도계를 사용하였다. 광원은 할로겐 램프였다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 4㎛이며, 러빙 방향이 안티 패럴렐인 노멀리 블랙 모드(normally black mode)의 VA 소자에 시료를 넣고, 이 소자를 자외선으로 경화하는 접착제를 사용하여 밀폐하였다. 이 소자에 인가하는 전압(60Hz, 직사각형파)은 0V로부터 20V까지 0.02V씩 단계적으로 증가시켰다. 이 때, 소자에 수직 방향으로부터 광을 조사하고, 소자를 투과한 광량을 측정하였다. 이 광량이 최대가 되었을 때가 투과율 100%이며, 이 광량이 최소일 때가 투과율 0%인 전압-투과율 곡선을 작성하였다. 임계값 전압은 투과율이 10%가 되었을 때의 전압으로 나타낸다.
(12a) 응답 시간(τ; 25℃에서 측정; ms)
양의 유전율 이방성: 측정에는 오쓰카 전자 주식회사에서 제조한 LCD5100형 휘도계를 사용하였다. 광원은 할로겐 램프였다. 로패스 필터(Low-pass filter)는 5kHz로 설정했다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 5.0㎛이며, 트위스트 각이 80도인 노멀리 화이트 모드(normally white mode)의 TN 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 직사각형파 (60Hz, 5V, 0.5초)를 인가했다. 이 때, 소자에 수직 방향으로부터 광을 조사하고, 소자를 투과한 광량을 측정하였다. 이 광량이 최대가 되었을 때가 투과율 100%이며, 이 광량이 최소일 때가 투과율 0%인 것으로 간주했다. 상승 시간(τr: rise time; 밀리초)은, 투과율이 90%로부터 10%로 변화하는 데 요한 시간이다. 하강 시간(τf: fall time; 밀리초)은 투과율 10%로부터 90%로 변화하는 데 요한 시간이다. 응답 시간은, 이와 같이 하여 구한 상승 시간과 하강 시간의 합으로 나타낸다.
(12b) 응답 시간(τ; 25℃에서 측정; ms)
음의 유전율 이방성: 측정에는 오쓰카 전자 주식회사에서 제조한 LCD5100형 휘도계를 사용하였다. 광원은 할로겐 램프였다. 로패스 필터(Low-pass filter)는 5kHz로 설정했다. 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 3.2㎛이며, 러빙 방향이 안티 패럴렐인 노멀리 블랙 모드(normally black mode)의 PVA 소자에 시료를 넣었다. 이 소자를 자외선으로 경화하는 접착제를 사용하여 밀폐했다. 이 소자에 임계값 전압을 약간 초과하는 정도의 전압을 1분간 인가하고, 다음으로, 5.6V의 전압을 인가하면서 23.5mW/cm2의 자외선을 8분간 조사했다. 이 소자에 직사각형파(60Hz, 10V, 0.5초)를 인가했다. 이 때, 소자에 수직 방향으로부터 광을 조사하고, 소자를 투과한 광량을 측정하였다. 이 광량이 최대가 되었을 때가 투과율 100%이며, 이 광량이 최소이었을 때가 투과율 0%인 것으로 간주했다. 응답 시간은 투과율 90%로부터 10%로 변화하는 데 요한 시간(하강 시간; fall time; 밀리초)으로 나타낸다.
(13) 전압 유지율
아이그래픽스 주식회사에서 제조한 블랙라이트, F40T10/BL(피크 파장 369nm)을 사용하여 자외선을 조사함으로써, 중합성 화합물을 중합시켰다. 이 소자에 60℃에서 펄스 전압(1V로 60마이크로초)을 인가하여 충전했다. 감쇠하는 전압을 고속 전압계로 1.67초 동안 측정하고, 단위 주기에서의 전압 곡선과 가로축의 사이의 면적 A를 구하였다. 면적 B는 감쇠하지 않았을 때의 면적이다. 전압 유지율은 면적 B에 대한 면적 A의 백분율로 나타낸다.
원료
솔 믹스(등록상표) A-11은, 에탄올(85.5%), 메탄올(13.4%)과 이소프로판올(1.1%)의 혼합물이며, 니혼알코올판매(주)로부터 입수했다.
[합성예 1]
화합물(T-4)의 합성
이 화합물은, 합성예 1의 제7 공정과 합성예 2의 제6 공정에서 사용하였다.
Figure pct00053
제1 공정
파라포름알데히드(60.0g), DABCO(56.0g), 및 물(200ml)을 반응기에 넣고, 실온에서 15분간 교반하였다. 화합물(T-1)(50.0g)의 THF(400ml)용액을 적하하고, 실온에서 72시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=2:1)로 정제하여, 화합물(T-2)(44.1g; 68%)을 얻었다.
제2 공정
화합물(T-2)(44.1g), 이미다졸(25.0g), 및 디클로로메탄(400ml)을 반응기에 넣고, 0℃까지 냉각한다. tert-부틸디메틸클로로실란(TBSCl; 56.1g)의 디클로로메탄 용액(200ml)을 적하하고, 실온까지 승온하면서 4시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 헵탄:아세트산 에틸=9:1)로 정제하여, 화합물(T-3)(69.6g; 84%)을 얻었다.
제3 공정
화합물(T-3)(69.6g), THF(600ml), 메탄올(150ml), 및 물(100ml)을 반응기에 넣고, 0℃로 냉각하였다. 거기에 수산화 리튬 일수화물(23.9g)을 가하고, 실온으로 되돌리면서 12시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 6N 염산(20ml)을 천천히 가하여 산성으로 한 후, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하여, 화합물(T-4)(21.6g; 35%)을 얻었다.
Figure pct00054
제4 공정
정법(定法)을 따라 화합물(T-5)을 합성하였다. 화합물(T-5)(7.5g), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(1.3g), TBAB(테트라부틸암모늄브로미드)(1.5g), 탄산 칼륨(6.4g), 1-브로모-3,5-디메톡시벤젠(5g), 톨루엔(200ml), IPA(2-프로판올)(80ml), 순수(20ml)를 반응기에 넣고, 90℃에서 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=9:1)로 정제하고, 헵탄과 톨루엔의 혼합 용매(용적비, 1:1)로부터의 재결정에 의해 더욱 정제하여, 화합물(T-6)(7.18g; 85%)을 얻었다.
제5 공정
화합물(T-6)(7.18g), 디클로로메탄(200ml)을 반응기에 넣고, 교반하면서 -50까지 냉각한다. 삼브롬화 붕소(2.1ml)를 적하하였다. 실온까지 승온하면서, 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=1:1)로 정제하여, 화합물(T-7)(5.3g; 80%)을 얻었다.
제6 공정
화합물(T-7)(5.3g), 에틸렌카르보나토(3.0g), 탄산 칼륨(6.5g), 및 DMF(200ml)을 반응기에 넣고, 100℃에서 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=1:1)로 정제하여, 화합물(T-8)(5.5g; 83%)을 얻었다.
제7 공정
화합물(T-8)(5.3g), 화합물(T-4)(5.9g), DMAP(1.52g) 및, 디클로로메탄(150ml)을 반응기에 넣고, 0℃까지 교반하면서 냉각하였다. DCC(7.7g)의 디클로로메탄 용액(50ml)을 적하하였다. 실온까지 승온하면서, 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:헵탄=1:1)로 정제하여, 화합물(T-9)(8.3g; 81%)을 얻었다.
제8 공정
화합물(T-9)(8.3g), THF(100ml)를 반응기에 넣고, 교반하면서 0℃까지 냉각하였다. TBAF(2.9g)를 적하하고, 실온까지 승온하면서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=1:1)로 정제하고, 헵탄으로부터의 재결정에 의해 더욱 정제하여, 화합물(1-2-7)(4.5g; 75%)을 얻었다.
얻어진 화합물(1-2-7)의 NMR 분석값은 하기와 같다.
1H-NMR: 화학 시프트 δ(ppm; CDCl3): 7.48-7.46(m, 2H), 7.27-7.26(m, 2H), 6.75(d, J=2.3Hz, 2H), 6.47-6.46(m, 1H), 6.30(s, 2H), 5.86(d, J=1.1Hz, 2H), 4.54(t, J=4.4Hz, 4H), 4.33(s, 4H), 4.27-4.25(m, 4H), 2.52-2.47(m, 1H), 2.34(s, 2H), 1.90(t, J=14Hz, 4H), 1.51-1.44(m, 2H), 1.35-1.20(m, 9H), 1.09-1.02(m, 2H), 0.90(t, J=6.9Hz, 3H).
화합물(No.1-2-7)의 특성은, 하기와 같다.
천이 온도: C 58.8 I.
[합성예 2]
화합물(No.1-5-2)의 합성
Figure pct00055
제1 공정
화합물(T-10)(10.0g), 4-메톡시페닐보론산(19.1g), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(1.9g), 탄산 칼륨(15.8g), TBAB(3.7g), 톨루엔(200ml), IPA(80ml), 순수(20ml)를 반응기에 넣고, 90℃에서 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=9:1)로 정제하고, 헵탄과 톨루엔의 혼합 용매(용적비, 1:1)로부터의 재결정에 의해 더욱 정제하여, 화합물(T-11)(14.9g; 82%)을 얻었다.
제2 공정
헥실트리페닐포스포늄브로미드(22.0g), THF(100ml)를 반응기에 넣고, -30℃까지 냉각하면서 교반하였다. tert-부톡시드칼륨(5.7g)을 넣고, -30℃에서 1시간 교반하였다. 화합물(T-11)(14.9g)의 THF 용액(100ml)을 적하하고, 실온까지 승온하면서 4시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(톨루엔)로 정제하여, 화합물(T-12)(16.2g; 90%)을 얻었다.
제3 공정
화합물(T-12)(16.2g), Pd/C(0.2g), 톨루엔(100ml), IPA(100ml)를 반응기에 넣고, 수소 분위기 하에서 10시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(톨루엔)으로 정제하여, 화합물(T-13)(15.5g; 95%)을 얻었다.
제4 공정
화합물(T-13)(15.5g), 디클로로메탄(200ml)을 반응기에 넣고, -50℃까지 냉각하면서 교반하였다. 삼브롬화 붕소(22.0g)를 적하하고, 실온까지 승온하면서 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=8:2)로 정제하여, 화합물(T-14)(13.0g; 90%)을 얻었다.
제5 공정
화합물(T-14)(13.0g), 에틸렌카르보나토(9.5g), 탄산 칼륨(15.0g), 및 DMF(200ml)을 반응기에 넣고, 100℃에서 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=8:2)로 정제하여, 화합물(T-15)(13.6g; 84%)을 얻었다.
제6 공정
화합물(T-15)(13.6g), 화합물(T-4)(14.4g), DMAP(1.85g) 및, 디클로로메탄(350ml)을 반응기에 넣고, 0℃까지 교반하면서 냉각하였다. DCC(18.8g)의 디클로로메탄 용액(150ml)을 적하하였다. 실온까지 승온하면서, 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=9:1)로 정제하여, 화합물(T-9)(19.2g; 75%)을 얻었다.
제7 공정
화합물(T-9)(19.2g), THF(200ml)를 반응기에 넣고, 교반하면서 0℃까지 냉각하였다. TBAF(6.5g)를 적하하고, 실온까지 승온하면서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(용적비, 톨루엔:아세트산 에틸=1:1)로 정제하고, 헵탄으로부터의 재결정에 의해 더욱 정제하여, 화합물(No.1-5-2)(9.8; 70%)을 얻었다.
얻어진 화합물(1-5-2)의 NMR 분석값은 하기와 같다.
1H-NMR: 화학 시프트 δ(ppm; CDCl3): 7.65-7.55(m, 2H), 7.45(d, J=1.6Hz, 1H), 7.39(dd, J=7.8Hz, J=1.8Hz, 1H), 7.25-7.22(m, 3H), 7.13(d, J=8.6Hz, 2H), 6.98-6.93(m, 4H), 6.84(d, J=8.7Hz, 2H), 6.29(s, 1H), 5.85(d, J=1.2Hz, 1H), 4.52(t, J=4.8Hz, 2H), 4.33(d, J=6.7Hz, 2H), 4.21(t, J=7.8Hz, J=1.8Hz, 1H), 6.27(d, J=3.5Hz, 2H), 5.85(s, 1H), 4.35-4.28(m, 8H), 4.06-4.04(m, 4H), 2.62(t, J=7.8Hz, 2H), 2.30(s, 2H), 1.93-1.92(m, 8H), 1.58-1.48(m, 2H), 1.26-1.17(m, 8H), 0.84(t, 6.9Hz, 3H).
화합물(No.1-5-2)의 특성은, 하기와 같다.
천이 온도: C 44.0 I.
[합성예 3]
화합물(No.1-1-15)의 합성
Figure pct00056
제1 공정
1-브로모-3,5-디메톡시벤젠(30.0g), THF(300ml)를 반응기에 넣고, -70℃까지 냉각하였다. n-BuLi(부틸리튬 1.60M; 헥산 용액; 103ml)을 천천히 적하하고, -70℃에서 1시간 교반하였다. 거기에, 화합물(T-17(27.9g)의 THF(300ml) 용액을 천천히 가하고, 실온으로 되돌리면서 4시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 아세트산 에틸로 추출하였다. 함께 한 유기층을 식염수에서 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(체적비, 톨루엔:아세트산 에틸=4:1)로 정제하여, 화합물(T-18)(36.0g; 85%)을 얻었다.
제2 공정
화합물(T-18)(36.0g), p-톨루엔술폰산 일수화물(2.2g), 톨루엔(400ml)을 반응기에 넣고, 110℃에서 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 식염수에서 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(체적비, 톨루엔: 헵탄=: )로 정제하여, 화합물(T-19)(32.1g; 95%)을 얻었다.
제3 공정
화합물(T-19)(32.1g)을 원료로서 사용하고, 합성예 2의 제4 공정과 동일한 방법에 의해, 화합물(T-20)(9.7g; 30%)을 얻었다.
제4 공정
화합물(T-20)(9.70g)을 원료로서 사용하고, 합성예 2의 제6 공정과 동일한 방법에 의해, 화합물(T-21)(7.01g; 80%)을 얻었다.
제5 공정
화합물(T-21)(7.01g), 에틸렌카르보나토(5.17g), 탄산 칼륨(11.0g), DMF(300ml)를 반응기에 넣고, 110℃에서 5시간 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 쏟아 붓고, 수층을 톨루엔으로 추출하였다. 함께 한 유기층을 식염수에서 세정하고, 무수 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 크로마토그래피(체적비, 톨루엔: 헵탄=: )로 정제하여, 화합물(T-22)(6.09g; 65%)을 얻었다.
제6 공정
화합물(T-22)(6.09g)을 원료로서 사용하고, 합성예 2의 제6 공정과 동일한 방법에 의해, 화합물(T-23)(9.86g; 57%)을 얻었다.
제7 공정
화합물(T-23)(9.86g)을 원료로서 사용하고, 합성예 2의 제7 공정과 동일한 방법에 의해, 화합물(1-1-15)(2.5g; 48%)을 얻었다.
얻어진 화합물(1-1-15)의 NMR 분석값은 하기와 같다.
1H-NMR: 화학 시프트 δ(ppm; CDCl3): 6.43(d, J=2.0Hz, 1H), 6.40(d, J=2.0Hz, 1H), 6.32-6.30(m, 3H), 5.86(d, J=1.2Hz, 2H), 4.52-4.50(m, 4H), 4.33(s, 4H), 4.21-4.19(m, 4H), 1.86-1.84(m, 2H), 1.67-1.18(m, 14H), 1.02-0.85(m, 7H).
천이 온도: SA 47.6 I.
[비교예 1]
비교 화합물로서, 화합물(S-1)을 합성하고, 특성을 측정하였다. 이 화합물은, 국제공개 제2014/090362호 팜플렛에 기재되어 있고, 본 발명의 화합물과 유사하므로, 선택하였다.
Figure pct00057
비교 화합물(S-1)의 NMR 분석값은 하기와 같다.
1H-NMR: 화학 시프트 δ(ppm; CDCl3): 7.57-7.52(m, 2H), 7.45-7.42(m, 2H), 7.36-7.30(m, 1H), 7.04-6.95(m, 2H), 4.75(d, 6.0Hz, 2H), 2.62(t, J=7.8Hz, 2H), 1.75-1.64(m, 3H), 0.98(t, J=7.4Hz, 3H).
화합물(No.1-7-2)과 비교 화합물(S-1)의 수직 배향성을 비교하였다. 그리고, 평가에는 조성물(i) 및 중합성 화합물(RM-1)을 사용하였다.
조성물(i)의 성분의 비율을 중량%로 나타낸다.
Figure pct00058
중합성 화합물(RM-1)을 이하에 나타낸다.
Figure pct00059
수직 배향성
조성물(i)에 중합성 화합물(RM-1)을 0.4중량%의 비율로 첨가하였다. 여기에 화합물(1-1-10) 또는 비교 화합물(S-1)을 0.5%∼3.0%의 비율로 첨가하였다. 이 혼합물을 2장의 유리 기판의 간격(셀 갭)이 3.5㎛인 배향막을 가지지 않는 소자에 주입하였다. 이 소자에 아이그래픽스 주식회사에서 제조한 블랙 라이트, F40T10/BL(피크 파장 369nm)을 사용하여 자외선을 조사(30J)함으로써, 중합성 화합물을 중합시켰다. 이 소자를 편광 현미경에 세팅하고, 아래부터 소자에 광을 조사하고, 광누출의 유무를 관찰했다. 액정 분자가 충분히 배향하여, 광이 소자를 통과하지 않는 경우에는, 수직 배향성이 「양호」한 것으로 판단했다. 소자를 통과한 광이 관찰된 경우에는, 「불량」으로 표시하였다.
[표 2] 화합물(1-7-2)와 비교 화합물(S-1)의 배향성
Figure pct00060
실시예 1의 화합물(No.1-7-2)과 비교 화합물(S-1)의 수직 배향성을 표 2에 정리하여 나타내었다. 비교 화합물(S-1)에서는, 3.0%로 수직 배향성이 확인되었다. 한편, 화합물(No.1-7-2)을 사용한 경우에는 0.5%의 첨가로 수직 배향성이 확인되어, 비교 화합물(S-1)에 비해 저농도로 양호한 수직 배향성을 나타내었다. 이는, 화합물(No.1-7-2)이 수직 배향을 유도하는 -OH기를 복수 가지는 것에 의해, 수직 배향성이 강해졌기 때문이다. 따라서, 화합물(No.1-7-2) 쪽이, 저농도로 양호한 수직 배향성을 나타내는 우수한 화합물인 것이라고 할 수 있다.
실시예 1에 기재한 합성법에 준하여, 이하의 화합물(1-1-1)∼화합물(1-1-80), 화합물(1-2-1)∼화합물(1-2-225), 화합물(1-3-1)∼화합물(1-3-100), 화합물(1-4-1)∼화합물(1-4-70), 화합물(1-5-1)∼화합물(1-5-75), 및 화합물(1-6-1)∼화합물(1-6-60)을 합성할 수 있다.
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
Figure pct00078
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
Figure pct00082
Figure pct00083
Figure pct00084
Figure pct00085
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
Figure pct00093
2. 조성물의 실시예
실시예에서의 화합물은, 하기 표 3의 정의에 기초하여 기호에 의해 표시하였다. 표 3에 있어서, 1,4-시클로헥실렌에 대한 입체 배치는 트랜스이다. 기호의 뒤에 있는 괄호 내의 번호는 화합물의 번호에 대응한다. (-)의 기호는 그 외의 액정성 화합물을 의미한다. 액정성 화합물의 비율(백분율)은, 액정 조성물의 중량을 기준으로 한 중량 백분율(중량%)이다. 마지막으로, 액정 조성물의 특성값을 정리하여 나타내었다. 특성은, 앞서 기재한 방법에 따라 측정하고, 측정값을 (외삽하지 않고) 그대로 기재했다.
[표 3] 기호를 사용한 화합물의 표기법
Figure pct00094
[사용예 1]
Figure pct00095
상기한 조성물에 하기 화합물(1-2-7)을 4중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00096
NI=116.7℃; η=20.6mPa·s; Δn=0.093; Δε=4.0.
[사용예 2]
Figure pct00097
상기한 조성물에 하기 화합물(1-5-2)을 3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00098
또한, 하기 화합물(RM-1)을 0.3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00099
NI=85.3℃; η=24.9mPa·s; Δn=0.116; Δε=5.8.
[사용예 3]
Figure pct00100
상기한 조성물에 하기 화합물(1-2-8)을 1중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00101
NI=97.2℃; η=34.9mPa·s; Δn=0.116; Δε=9.1.
[사용예 4]
Figure pct00102
상기한 조성물에 하기 화합물(1-2-48)을 3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00103
NI=71.0℃; η=13.7mPa·s; Δn=0.073; Δε=2.8.
[사용예 6]
Figure pct00104
상기한 조성물에 하기 화합물(1-2-127)을 0.5중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00105
NI=78.7℃; η=19.9mPa·s; Δn=0.064; Δε=5.8.
[사용예 7]
Figure pct00106
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-77)을 5중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00107
NI=80.3℃; η=12.1mPa·s; Δn=0.130; Δε=7.2.
[사용예 8]
Figure pct00108
상기한 조성물에 하기 화합물(1-3-38)을 2중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00109
NI=85.9℃; η=14.7mPa·s; Δn=0.092; Δε=4.4.
[사용예 9]
Figure pct00110
상기한 조성물에 하기 화합물(1-2-7)을 4중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00111
NI=98.5℃; η=39.6mPa·s; Δn=0.190; Δε=8.1.
[사용예 10]
Figure pct00112
상기한 조성물에 하기 화합물(1-5-2)을 3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00113
NI=70.1℃; η=25.3mPa·s; Δn=0.097; Δε=8.3.
[사용예 11]
Figure pct00114
상기한 조성물에 하기 화합물(1-2-8)을 1중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00115
또한, 하기 화합물(RM-2)을 0.3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00116
NI=81.5℃; η=23.6mPa·s; Δn=0.102; Δε=9.1.
[사용예 12]
Figure pct00117
상기한 조성물에 하기 화합물(1-1-15)을 2중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00118
NI=102.1℃; η=20.2mPa·s; Δn=0.102; Δε=5.1.
[사용예 13]
Figure pct00119
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-61)을 0.5중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00120
NI=114.0℃; η=19.0mPa·s; Δn=0.090; Δε=3.8.
[사용예 14]
Figure pct00121
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-62)을 3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00122
NI=70.2℃; η=12.6mPa·s; Δn=0.073; Δε=2.6.
[사용예 15]
Figure pct00123
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-63)을 5중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00124
NI=85.5℃; η=15.5mPa·s; Δn=0.092; Δε=4.6.
[사용예 16]
Figure pct00125
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-64)을 1중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00126
NI=85.6℃; η=24.9mPa·s; Δn=0.115; Δε=5.7.
[사용예 17]
Figure pct00127
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-66)을 3중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00128
NI=70.0℃; η=25.4mPa·s; Δn=0.097; Δε=8.3.
[사용예 18]
Figure pct00129
상기한 조성물에 하기 화합물(1-6-65)을 4중량%의 비율로 첨가하였다.
Figure pct00130
NI=74.4℃; η=18.6mPa·s; Δn=0.068; Δε=5.8.
[산업상 이용가능성]
화합물(1)을 포함하는 액정 조성물은, 액정 프로젝터, 액정 TV 등의 표시 소자에 사용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 하기 식(1)으로 표시되는 화합물:
    Figure pct00131

    상기 식(1)에 있어서,
    R1, R2 및 R3는 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1∼15의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -S-, 또는 -NH-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있고;
    n은 0, 1, 또는 2이며;
    환 A1 및 환 A3는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며,
    이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    Z1 및 Z2는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    Sp1, Sp2, 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    a는, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며;
    c, d 및 e는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 c, d 및 e의 합은 2, 3, 또는 4이며;
    P1, P2 및 P3는 독립적으로, 하기 식(P-1)으로 표시되는 중합성기이며;
    Figure pct00132

    상기 식(P-1)에 있어서,
    M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이며;
    R4는, 하기 식(1a), 식(1b) 및 식(1c)으로 표시되는 극성기의 군으로부터 선택된 기이며,
    Figure pct00133

    상기 식(1a), 식(1b) 및 식(1c)에 있어서,
    Sp5 및 Sp6는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -NH-, -CO-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있고;
    S1은 >CH- 또는 >N-이며, 그리고 S2는 >C< 또는 >Si<이며;
    X1은, -OH, -NH2, -OR5, -N(R5)2, -COOH, -SH, -B(OH)2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서, R5는 수소 또는 탄소수 1∼10의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있음.
  2. 제1항에 있어서,
    식(P-1)에 있어서, R4가, 식(1a) 또는 식(1b)으로 표시되는 극성기인, 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    식(1)에 있어서, c, d 및 e가, 0, 1, 2, 또는 3이며, 그리고 c, d 및 e의 합이, 2, 3, 또는 4이며; 식(P-1)에 있어서, R4가 식(1a)으로 표시되는 극성기인, 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식(1-1)∼식(1-6) 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    Figure pct00134

    상기 식(1-1)∼식(1-6)에 있어서,
    R1, R2 및 R3는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 2∼12의 알케닐, 탄소수 1∼11의 알콕시, 또는 탄소수 2∼11의 알케닐옥시이며, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    환 A1 및 환 A3는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 또는 1,3-디옥산-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 또는 1,3-디옥산-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    Z1 및 Z2는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼8의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    Sp1, Sp2 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼8의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    c, d 및 e는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 c, d 및 e의 합은 2, 3, 또는 4이며;
    P1, P2 및 P3는 독립적으로, 하기 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
    Figure pct00135

    상기 식(P-11)에 있어서,
    M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1∼4의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼4의 알킬이며;
    Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼8의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있고;
    X1은, -OH, -NH2, -OR5, -N(R5)2, 또는 -Si(R5)3이며, 여기서, R5는 수소 또는 탄소수 1∼8의 알킬이며, 이 알킬에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 할로겐으로 치환될 수도 있음.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 식(1-1)∼식(1-6)에 있어서,
    R1, R2 및 R3가 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼10의 알킬, 탄소수 2∼10의 알케닐, 탄소수 1∼9의 알콕시, 또는 탄소수 2∼9의 알케닐옥시이며, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    환 A1 및 환 A3가 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 또는 테트라하이드로피란-2-일이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 또는 테트라하이드로피란-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    Z1 및 Z2가 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼6의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    Sp1, Sp2 및 Sp3가 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼6의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는 -CH=CH-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    c, d 및 e가 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3이며, 그리고 c, d 및 e의 합이, 2, 3, 또는 4이며;
    P1, P2 및 P3가 독립적으로, 하기 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
    Figure pct00136

    상기 식(P-11)에 있어서,
    M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 탄소수 1 또는 3의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 또는 3의 알킬이며;
    Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼6의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -(CH2)2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    X1은 -OH 또는 -NH2인, 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식(1-7)∼식(1-21) 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    Figure pct00137

    Figure pct00138

    상기 식(1-7)∼식(1-21)에 있어서,
    R1, R2 및 R3는 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼8의 알킬, 탄소수 2∼8의 알케닐, 탄소수 1∼7의 알콕시, 또는 탄소수 2∼7의 알케닐옥시이며;
    환 A1은, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 또는 페닐이며, 환 A2는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 또는 1,4-페닐렌이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    L1, L2, L3, L4, L5, L7, L8, L10, L12, L13, L15, L16, L17, L18, L19 및 L20은 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며;
    Sp1, Sp2 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고;
    c, d 및 e는 독립적으로, 0, 1, 또는 2이며, 그리고 c, d 및 e의 합은 2, 3, 또는 4이며;
    P1, P2 및 P3는 독립적으로 하기 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
    Figure pct00139

    상기 식(P-11)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 에틸, 또는 트리플루오로메틸이며; Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고; X1은 -OH 또는 -NH2임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 식(1-7)∼식(1-21)에 있어서, R1, R2 및 R3가 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼8의 알킬, 탄소수 2∼8의 알케닐, 탄소수 1∼7의 알콕시, 또는 탄소수 2∼7의 알케닐옥시이며;
    환 A1이 시클로헥실, 시클로헥세닐, 또는 페닐이며, 환 A2가 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 또는 1,4-페닐렌이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    L1, L2, L3, L4, L5, L7, L8, L10, L12, L13, L15, L16, L17, L18, L19 및 L20이 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며;
    Sp1, Sp2 및 Sp3가 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고;
    c, d 및 e가 독립적으로, 0, 1, 또는 2이며, 그리고 c, d 및 e의 합이, 2, 3, 또는 4이며;
    P1, P2 및 P3가 독립적으로, 하기 식(P-11)으로 표시되는 중합성기이며,
    Figure pct00140

    식(P-11)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며; Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼5의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고; X1은 -OH 또는 -NH2인, 화합물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식(1-22)∼식(1-34) 중 어느 하나로 표시되는, 화합물:
    Figure pct00141

    Figure pct00142

    상기 식(1-22)∼식(1-34)에 있어서,
    R1 및 R2는 독립적으로, 탄소수 1∼7의 알킬, 탄소수 2∼7의 알케닐, 탄소수 1∼6의 알콕시, 또는 탄소수 2∼6의 알케닐옥시이며;
    L6, L7, L8, L9, L10, L11, L13, L15, L16, L17, L18, L19, L20, L21, L22 및 L23은 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 에틸이며;
    Sp1 및 Sp3는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼3의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고;
    P1 및 P3는 독립적으로, 하기 식(P-111)으로 표시되는 중합성기이며,
    Figure pct00143

    상기 식(P-111)에 있어서, M1 및 M2는 독립적으로, 수소, 불소, 또는 메틸이며; Sp5는, 단결합 또는 탄소수 1∼3의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있음.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 화합물 중 적어도 1개를, 성분 A로서 함유하는, 액정 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    성분 B로서, 하기 식(2)∼식(4)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 함유하는, 액정 조성물:
    Figure pct00144

    상기 식(2)∼식(4)에 있어서,
    R11 및 R12는 독립적으로, 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    환 B1, 환 B2, 환 B3 및 환 B4는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 2,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 또는 피리미딘-2,5-디일이며;
    Z11, Z12 및 Z13은 독립적으로, 단결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, 또는 -COO-임.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    성분 C로서, 하기 식(5)∼식(7)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 액정 조성물:
    Figure pct00145

    상기 식(5)∼식(7)에 있어서,
    R13은 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    X11은, 불소, 염소, -OCF3, -OCHF2, -CF3, -CHF2, -CH2F, -OCF2CHF2, 또는 -OCF2CHFCF3이며;
    환 C1, 환 C2 및 환 C3는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 또는 피리미딘-2,5-디일이며;
    Z14, Z15 및 Z16은 독립적으로, 단결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, 또는 -(CH2)4-이며;
    L11 및 L12는 독립적으로, 수소 또는 불소임.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 D로서, 하기 식(8)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 액정 조성물:
    Figure pct00146

    상기 식(8)에 있어서,
    R14는 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고;
    X12는 -C≡N 또는 -C≡C-C≡N이며;
    환 D1은, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 또는 피리미딘-2,5-디일이며;
    Z17은, 단결합, -CH2CH2-, -C≡C-, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, 또는 -CH2O-이며;
    L13 및 L14는 독립적으로, 수소 또는 불소이며;
    i는 1, 2, 3, 또는 4임.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 E로서, 하기 식(9)∼식(15)으로 표시되는 화합물의 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 액정 조성물:
    Figure pct00147

    상기 식(9)∼식(15)에 있어서,
    R15, R16 및 R17은 독립적으로, 탄소수 1∼10의 알킬 또는 탄소수 2∼10의 알케닐이며, 이 알킬 및 알케닐에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는 -O-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는 불소로 치환될 수도 있고, 그리고 R17은 수소 또는 불소라도 되고;
    환 E1, 환 E2, 환 E3 및 환 E4는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 적어도 1개의 수소가 불소로 치환된 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며;
    환 E5 및 환 E6는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며;
    Z18, Z19, Z20 및 Z21은 독립적으로, 단결합, -CH2CH2-, -COO-, -CH2O-, -OCF2-, 또는 -OCF2CH2CH2-이며;
    L15 및 L16은 독립적으로, 불소 또는 염소이며;
    S11은 수소 또는 메틸이며;
    X는 -CHF- 또는 -CF2-이며;
    j, k, m, n, p, q, r 및 s는 독립적으로, 0 또는 1이며, k, m, n 및 p의 합은 1 또는 2이며, q, r, 및 s의 합은 0, 1, 2, 또는 3이며, t는 1, 2, 또는 3임.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 F로서, 하기 식(16)으로 표시되는 중합성 화합물의 군으로부터 선택된 적어도 1개의 화합물을 더욱 함유하는, 액정 조성물:
    Figure pct00148

    상기 식(16)에 있어서,
    환 F 및 환 I는 독립적으로, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 테트라하이드로피란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 피리미딘-2-일, 또는 피리딘-2-일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 1∼12의 알콕시, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼12의 알킬로 치환될 수도 있고;
    환 G는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,2-디일, 나프탈렌-1,3-디일, 나프탈렌-1,4-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-1,6-디일, 나프탈렌-1,7-디일, 나프탈렌-1,8-디일, 나프탈렌-2,3-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-2,7-디일, 페난트렌-2,7-디일, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일이며, 이들 환에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 할로겐, 탄소수 1∼12의 알킬, 탄소수 1∼12의 알콕시, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼12의 알킬로 치환될 수도 있고;
    Z22 및 Z23은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH-, -C(CH3)=CH-, -CH=C(CH3)-, 또는 -C(CH3)=C(CH3)-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    P11, P12 및 P13은 독립적으로 중합성기이며;
    Sp11, Sp12 및 Sp13은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있고;
    u는 0, 1, 또는 2이며;
    f, g 및 h는 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 또는 4이며, 그리고 f, g 및 h의 합은 1 이상임.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 식(16)에 있어서, P11, P12 및 P13이 독립적으로, 하기 식(P-2)∼식(P-6)으로 표시되는 중합성기의 군으로부터 선택된 기인, 액정 조성물:
    Figure pct00149

    상기 식(P-2)∼식(P-6)에 있어서, M11, M12 및 M13은 독립적으로, 수소, 불소, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬임.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    성분 F가, 하기 식(16-1)∼식(16-7)으로 표시되는 중합성 화합물의 군으로부터 선택된 적어도 1개의 화합물인, 액정 조성물:
    Figure pct00150

    상기 식(16-1)∼식(16-7)에 있어서, P11, P12 및 P13은 독립적으로, 하기 식(P-2)∼식(P-4)으로 표시되는 중합성기의 군으로부터 선택된 기이며, 여기서 M11, M12 및 M13은 독립적으로, 수소, 불소, 탄소수 1∼5의 알킬, 또는 적어도 1개의 수소가 할로겐으로 치환된 탄소수 1∼5의 알킬이며;
    Figure pct00151

    L31, L32, L33, L34, L35, L36, L37 및 L38은 독립적으로, 수소, 불소, 또는 메틸이며; Sp11, Sp12 및 Sp13은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1∼10의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서, 적어도 1개의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO-로 치환될 수도 있고, 적어도 1개의 -CH2CH2-는, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 치환될 수도 있고, 이들 기에 있어서, 적어도 1개의 수소는, 불소 또는 염소로 치환될 수도 있음.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    식(1) 및 식(16)으로 표시되는 화합물과는 상이한 중합성 화합물, 중합 개시제, 중합 금지제, 광학 활성 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수체, 광안정제, 열안정제, 및 소포제 중 적어도 1개를 더욱 함유하는, 액정 조성물.
  18. 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을, 적어도 1개 함유하는, 액정 표시 소자.
KR1020187004437A 2015-09-15 2016-06-14 중합성 극성 화합물, 액정 조성물 및 액정 표시 소자 KR20180052608A (ko)

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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10442992B2 (en) * 2015-12-17 2019-10-15 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN109563409A (zh) * 2016-08-03 2019-04-02 捷恩智株式会社 液晶显示元件、显示装置
TWI710623B (zh) * 2016-09-09 2020-11-21 日商捷恩智股份有限公司 液晶組成物及其用途、液晶顯示元件
JP6610833B2 (ja) * 2017-06-26 2019-11-27 Ｄｉｃ株式会社 液晶組成物用自発配向助剤
CN110914233B (zh) * 2017-07-31 2023-01-17 捷恩智株式会社 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件
JPWO2019064827A1 (ja) * 2017-09-26 2020-11-05 Jnc株式会社 重合性極性化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP7056061B2 (ja) * 2017-10-04 2022-04-19 Jnc株式会社 液晶媒体及び液晶表示素子の製造方法
EP3722278A4 (en) * 2017-12-05 2021-12-08 JNC Corporation POLYMERISABLE FLEECE COMPOUND, LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT
EP3495450B1 (en) 2017-12-06 2020-08-05 JNC Corporation Compound, liquid crystal composition, and liquid crystal display element
WO2019111892A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 Jnc株式会社 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子
JP2019127547A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 Jnc株式会社 液晶組成物、液晶素子、および液晶組成物の液晶素子における使用
CN110527520B (zh) * 2018-05-25 2022-07-05 石家庄诚志永华显示材料有限公司 一种液晶化合物及液晶组合物
CN112334441B (zh) * 2018-06-27 2023-08-01 捷恩智株式会社 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件
CN112437802A (zh) * 2018-10-11 2021-03-02 Dic株式会社 液晶组合物及液晶显示元件
JPWO2020080120A1 (ja) * 2018-10-15 2021-10-07 Jnc株式会社 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子
CN111100654A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 捷恩智株式会社 液晶组合物及其用途、以及液晶显示元件
JPWO2020116380A1 (ja) * 2018-12-07 2021-10-21 Jnc株式会社 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子
CN111434751A (zh) * 2019-01-15 2020-07-21 捷恩智株式会社 极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件
TWI719395B (zh) * 2019-01-25 2021-02-21 達興材料股份有限公司 添加劑及其應用
WO2020184142A1 (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 Jnc株式会社 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184339B1 (en) * 1996-11-14 2001-02-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Commerce High strength polymeric networks derived from (meth) acrylate resins with organofluorine content and process for preparing same
JP4037015B2 (ja) * 1999-09-22 2008-01-23 富士フイルム株式会社 光重合性組成物、画像形成材料及び平版印刷版用版材
CN1171122C (zh) * 2000-12-12 2004-10-13 富士胶片株式会社 光聚合性组合物
JP2009098619A (ja) * 2007-09-28 2009-05-07 Fujifilm Corp 光配向膜用組成物、位相差膜用組成物、光配向膜、位相差膜、それを用いた液晶セル及び液晶表示装置、ならびに光配向膜又は位相差膜の製造方法
EP2670818B1 (de) * 2011-02-05 2016-10-05 Merck Patent GmbH Flüssigkristallanzeigen mit homöotroper ausrichtung
WO2012115129A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 日産化学工業株式会社 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物および配向フィルム
KR101373675B1 (ko) * 2012-05-25 2014-03-14 한국화학연구원 광반응 효율이 향상된 중합성 메조겐 및 이를 포함하는 중합성 액정 조성물
US9580653B2 (en) * 2012-12-12 2017-02-28 Merck Patent Gmbh Liquid-crystalline medium
JP6102423B2 (ja) * 2013-03-29 2017-03-29 Dic株式会社 重合性化合物及び光学素子
JP6343902B2 (ja) * 2013-10-16 2018-06-20 Jnc株式会社 重合性化合物、重合性組成物および液晶表示素子
EP3730590A1 (de) * 2014-03-10 2020-10-28 Merck Patent GmbH Flüssigkristalline medien mit homöotroper ausrichtung
CN104710990B (zh) * 2015-04-02 2016-09-21 江苏和成新材料有限公司 可聚合液晶组合物及其应用
JP6573091B2 (ja) * 2016-06-28 2019-09-11 Jnc株式会社 液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子
US10538705B2 (en) * 2016-12-13 2020-01-21 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device

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Publication number Publication date
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