KR20190041918A - 액정 매질 - Google Patents

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compound
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혜령 박
지원 정
은규 이
민옥 진
용국 윤
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메르크 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제 및 추가로 본원에서 보다 상세히 기술된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 바이사이클로헥실 화합물을 20 중량% 이상 포함하는 극성 화합물들의 혼합물에 기초한 액정 매질에 관한 것이다. 상기 매질은 특히 낮은 광학 이방성(Δn) 값을 필요로 하는 양자점 컬러 필터(QD-LCD)와 결합된 수직 정렬 LC 디스플레이 적용례에 사용된다. 본 발명의 또 다른 목적은 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제를 포함하는 액정 매질을 포함하는 색 변환 나노입자들에 기초한 하나 이상의 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치 또는 디스플레이 패널이다. 청색광(450 nm 내지 495 nm)의 범위에서 최대 방출을 갖는 LED 백라이트를 포함하는 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치가 추가로 개시된다.

Description

액정 매질{LIQUID-CRYSTALLINE MEDIUM}
본 발명은 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제 및 추가로 본원에서 보다 상세히 기술된 바와 같은 하나 이상의 하기 화학식 I의 바이사이클로헥실 화합물을 20 중량% 이상 포함하는 극성 화합물들의 혼합물에 기초한 액정 매질에 관한 것이다:
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상기 매질은 특히 양자점 컬러 필터(QD-LCD)와 결합된 수직 정렬 LC 디스플레이 적용례에 사용된다. 본 발명의 또 다른 목적은 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제를 포함하는 액정 매질을 포함하는 색 변환 나노입자들에 기초한 하나 이상의 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치 또는 디스플레이 패널이다. 청색광(450 nm 내지 495 nm)의 범위에서 최대 방출을 갖는 LED 백라이트를 포함하는 상기 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치가 추가로 개시된다.
광-변환 반도체성 나노입자들은 이들의 형상에 따라 종종 양자점(quantum dot) 또는 양자막대(quantum rod)라고도 한다. 예를 들어, CdSe 또는 InP 나노입자들과 같은 반도체성 물질들의 범위는 청색 또는 자외선을 적색, 녹색 또는 황색 광을 포함하는 보다 긴 파장 범위의 다른 색상들의 가시광으로 변환시키는 특정 적용례를 위해 개발되었다. 여기서 본 발명자들은 코어-(다중)쉘 입자, 시딩된 도트 또는 막대 및 기타 유용한 변형들을 포함하여 막대 또는 구 및 이들의 조합과 같은 상이한 형상들을 포함하여 모든 광 전환 나노물질들에 대한 광-전환 반도체성 나노입자 또는 양자점(간략히 QD)을 언급한다. 양자점은 적합한 반도체 물질의 전체 범위로 이루어질 수 있다.
양자점은 백라이트의 일부로서, 스위칭가능한 물질로서, 또는 조광 패널, 대부분은 액정 패널 상부의 색 변환 필터(본원에서 간단히 컬러 필터라고 함)의 일부로서 디스플레이 장치의 유용한 부품으로 제안되었다. 양자점(QD) 컬러 필터(본원에서는 QD-LCD)를 갖는 액정 디스플레이(LCD) 장치가 US 2008/0088225, US 9,405,146 B2, EP 3118676 또는 US 2009/0091689 A1와 같은 다양한 공보물에 개시되었다. LCD의 백라이트는 색 변환 컬러 필터 층의 펌핑 라이트로 사용된다. 이는 UV 또는 청색 백라이트일 수 있다. 그러나, 청색 백라이트의 바람직한 경우에, 백라이트는 청색 화소에 대해 원하는 파장을 이미 제공하기 때문에, 청색 화소에 대한 컬러 필터는 생략될 수 있다.
양자점 컬러 필터 장치의 LCD 패널은 TV 세트, 모니터 등의 종래의 LCD 패널과 같이 투과율을 변조하여 주로 라이트 밸브로 사용된다. 일부 경우에, 특정 파장에 대한 반사율을 갖는 액정 층이 1차 광원으로부터의 전체적인 광 수확을 개선하기 위해 제안되었다. 그러나, QD-LCD의 광 수확 및 시청 경험은 종종 종래의 RGB 컬러 필터 LCD 장치 하에 존재한다. QD 장치의 색 순도 및 넓은 색 영역의 이점을 활용하려면 QD-LCD의 개선이 더 바람직하다.
QD-LCD의 광 수확은 종종 이론적인 기대보다 뒤떨어져 있는 것으로 관찰되었다. 방출된 광 강도의 손실은 경계에서 광의 내부 반사, 나노입자들 및 확산기에 의한 흡수 또는 나노입자들의 낮은 양자 수율과 같은 많은 요인들로 인해 발생한다.
이제는 나노입자들의 양자 수율이 액정 패널의 제조 중에 현저하게 악화될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 일부 생산 단계에서는 열 부하와 강한 UV 조건이 발생한다. 컬러 필터의 양자 수율 저하의 주요 요인은 LCD의 정렬 층(들)의 조립 때문이다. 정렬 층은 일반적으로 폴리이미드로 제조되며 그 제조 과정 중에 가열된다.
본원에서 본 발명자들은 QD-LCD의 특정 이점들을 활용할 수 있는 해결책을 제공하는 액정 매질, LC 패널 및 그 제조에 대한 개선점을 제시한다. LCD 혼합물 및 패널이 제시되며, 이는 종래 기술의 QD-LCD의 문제점들 중 일부를 해결하기 위해 특별히 조정된 구성을 갖는다. 그 중에서도 제조가 용이하고, 밝기, 컬러 범위 및 컬러 순도가 특히 상이한 시야각 하에서 본 발명에 의해 직접 또는 간접적으로 개선될 수 있다.
이러한 유형의 액정 매질은 특히 ECB 효과에 기초한 능동-매트릭스 어드레싱을 갖는 전기-광학 디스플레이에 사용될 수 있다.
전기 제어 복굴절의 원리, 즉 ECB 효과 또는 DAP(정렬된 상들의 변형) 효과는 1971년에 최초로 문헌[F.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912]에 기재되었다. 이후 논문[Appl. Pyhs. Lett. 20 (1972), 1193] 및 [G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869]이 뒤따랐다.
논문[J. Robert and F. Clerc, SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30], [J. Duchene, Displays 7 (1986), 3] 및 [H. Schad, SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244]은, ECB 효과에 기초한 고-정보(high-information) 디스플레이 소자에 사용하기에 적합하도록, 탄성 계수 K3/K1 비의 높은 값, 광학 이방성(Δn)의 높은 값 및 -0.5 이하의 유전체 이방성(Δε) 값을 가져야 함을 기재하였다. ECB 효과에 기초한 전기-광학 디스플레이 소자는 호메오트로픽(homeotropic) 엣지 정렬(VA(vertically aligned) 기술)을 갖는다.
IPS(in-plane switching) 디스플레이(예컨대, 문헌[Yeo, S.D., paper 15.3: "An LC Display for the TV Applicaion", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 and 759]) 및 오래-공지된 TN(twisted nematic) 디스플레이 외에, ECB 효과를 사용하는 디스플레이, 예컨대 MVA(multi-domain vertical alignment) 모드(예를 들면, 문헌[Yoshide, H. et al., paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6 to 9] 및 [Liu, C.T. et al., paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technonogy ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750 to 753]), PVA(patterned vertical alignment) 모드(예컨대, 문헌[Kim, Sang Soo, paper 15.4: "Super PAV sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760 to 763]), ASV(advanced super view) 모드(예컨대, 문헌[Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, paper 15.2: "Development of High Quality LCD TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754 to 757])의 소위 VAN(vertically aligned nematic) 디스플레이는 최근에 특히 텔레비전 제품에서 가장 중요한, 3가지 이상의 최신 액정 디스플레이의 유형들 중 하나로서 정립되었다. 상기 기법들은 예컨대 문헌[SID Seminar 2004, seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26] 및 [Miller, Ian, SID Seminar 2004, seminar M-7: "LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32]에서 일반적으로 비교된다. 현재의 ECB 디스플레이의 반응 시간이 오버드라이브에 의한 어드레싱 방법에 의해 이미 상당히 개선되었지만(예컨대, 문헌[Kim, Hyeon Kyeong et al., paper 9.1: "A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106 to 109]), 특히 그레이 색조(grey shade)의 스위칭 시 비디오-호환성(video-compatible) 반응 시간의 달성은 아직 만족스럽게 해결되지 않은 문제로 여전히 남아 있다.
전기광학 디스플레이 소자에서의 이런 효과의 산업적 적용은 여러 요건을 만족시켜야 하는 LC 상들을 필요로 한다. 습기, 공기 및 물리적 영향, 예컨대 열, 적외선, 가시광 및 자외선 조사 및 직류 전계 및 교류 전계에 대한 화학적 내성이 여기서 특히 중요하다.
또한, 산업적으로 사용가능한 LC 상들은 적합한 온도 범위 및 낮은 점도에서 액정 메조상을 가질 필요가 있다.
지금까지 개시된 액정 메조상을 갖는 일련의 화합물 중 어느 것도 이러한 요건들을 만족시키는 단일 화합물을 포함하지 않는다. 따라서, 일반적으로 LC 상으로서 사용될 수 있는 물질을 수득하기 위해 2 내지 25종, 바람직하게는 3 내지 18종의 화합물들의 혼합물이 제조된다. 그러나, 상당한 음의 유전체 이방성 및 적합한 장기간 안정성을 갖는 액정 물질은 지금까지 이용할 수 없었다.
VA 디스플레이는 시야각 의존성이 현저히 우수하므로 주로 텔레비전 및 모니터에 사용된다. 그러나 여기에는 특히 60 Hz를 초과하는 프레임 속도(이미지 변경 빈도/반복 속도)를 갖는 TV 사용과 관련하여 응답 시간을 계속해서 개선할 필요가 있다. 그러나, 동시에, 예를 들어 저온 안정성과 같은 특성이 손상되지 않아야 한다.
액정(LC) 혼합물의 신뢰성은 오늘날의 LCD 산업에서 주요한 문제 중 하나이다. 주요 측면은 LCD의 백라이트 유닛으로부터 방출된 광에 대한 액정 분자의 안정성이다. LC 물질의 빛에 의한 반응으로 이미지 고착이라고 하는 디스플레이 결함이 발생할 수 있다. 이것은 LCD의 수명을 크게 줄여 주며 LCD 산업의 주요 신뢰성 기준 중 하나이다.
폴리이미드가 없는 수직 정렬을 유도하기 위한 일부 자가-정렬 첨가제는 WO 2012/038026 및 EP 2918658, WO 2016/015803, WO 2017/045740 또는 EP 3323872 A1에 제안되었다.
따라서, 본 발명은 위에서 언급한 단점을 갖지 않거나 그 정도가 감소된 특히 VA, PSA, PS-VA, PVA, MVA, PM-VA, HT-VA 및 VA-IPS 적용례에 대한 ECB 효과에 기초한, 특히 모니터 및 TV 적용례를 위한 액정 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 모니터 및 TV가 또한 극고온 또는 극저온에서 작동하고 짧은 응답 시간을 가짐과 동시에 개선된 신뢰성 거동을 가지며, 특히 오랜 작동 시간 후에 이미지 고착이 현저하게 감소되어야 한다.
본 발명에 따른 액정 매질이 LC 디스플레이, 특히 바람직하게는 임의의 배향 층(폴리이미드 층)이 없는 디스플레이에 사용되는 경우, 상기 및 다른 목적이 달성될 수 있음이 밝혀졌다.
본 발명의 제 1 실시양태는 액정 매질이다. 따라서, 본 발명은 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제를 포함하는 바람직하게는 극성 화합물들의 혼합물에 기초한 액정 매질에 관한 것이며, 여기서 상기 정렬 첨가제는 둘 이상의 고리 및 극성의 앵커(anchor) 기를 갖는 분자 유기 화합물이고, 상기 정렬 첨가제는 하나 이상의 중합성 기를 가지거나 또는 상기 유기 화합물을 중합된 형태로 포함하는 중합체일 수 있으며, 상기 매질이 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물 20 중량% 이상을 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다:
Figure pat00002
상기 식에서,
R1은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬이고, 여기서, 또한 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있고,
R2는 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬이고, 여기서, 또한 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있다.
제공된 액정 매질은 폴리이미드 정렬층 및 그 제조와 결합된 열 부하의 필요성을 제거한다. 또한, 청색 또는 자외선 백라이트와 같이 495 nm 미만의 단파장의 임의의 백라이트 조건에서 작업하는 것이 특히 적합하다. 본 발명은 또한 바람직하게는 0.095 이하의 광학 이방성(Δn) 값을 갖는 수직 정렬 첨가제를 포함하는 액정 매질에 관한 것이다.
본 발명은 바람직하게는 하기를 포함하는 액정 매질에 관한 것이다:
- 하나 이상의 중합성 화합물(여기서, 이들 중 하나 이상은 본원에 기재된 하나 이상의 중합성 기를 갖는 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제임), 및 임의적으로 하나 이상의 추가적인 중합성 화합물을 포함하는 중합성 성분 A) 및
- 2종 이상의 메소젠 또는 액정 화합물을 포함하는, 바람직하게는 이들로 이루어지는(여기서, 20 중량% 이상은 하나 이상의 화학식 I의 화합물임), "LC 호스트 혼합물로도 지칭되는, 액정 성분 B).
본 발명은 보다 바람직하게는 하기를 포함하는 액정 매질에 관한 것이다:
- 2종 이상의 중합성 화합물(여기서, 이들 중 하나 이상은 하기에 기재된 화학식 II의 자가-정렬 첨가제, 및 화학식 II의 화합물과 상이한, 하나 이상의 다른 중합성 화합물, 바람직하게는 화학식 M의 화합물임)을 포함하는 중합성 성분 A), 및
- 상기 및 하기에 정의된 액정 성분 B).
본 발명에 따른 액정 매질의 액정 성분 B)는 이후에는 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭되며, 비-중합가능한 저분자량 화합물들로부터 선택되는 메소젠성 또는 LC 화합물들을 바람직하게는 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상 포함한다.
본 발명은 또한 화학식 I의 화합물 또는 성분 A)의 중합성 화합물이 중합된 상기 및 하기에 기재된 액정 매질 또는 LC 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 하나 이상의 메소젠성 또는 LC 화합물 또는 LC 호스트 혼합물 또는 LC 성분 B)를 자가-정렬 첨가제 및 임의적으로는 추가적인 LC 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는 상기 및 하기에 기재된 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 ECB, 보다 바람직하게는 VA 또는 PS-VA 모드(PSA 모드)의 전기-광학 디스플레이에서 매질의 자가-정렬을 위한, 바람직하게는 전기장 또는 자기장에서 PSA 디스플레이에서 중합가능한 성분의 인-시튜(in-situ) 중합에 의해 액정 매질에서 경사각을 생성하기 위한 본 발명에 따른 액정 매질의 용도, 특히 액정 매질을 함유하는 PS-VA 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다.
제 2 양태에서, 본 발명은 액정 디스플레이 패널 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 양자점을 포함하는 색 변환 컬러 필터를 갖는 액정 디스플레이 패널에 관한 것으로, 유전체로서 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질을 함유하고 상기 액정 매질이 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이때 상기 정렬 첨가제는 2종 이상의 고리 및 극성의 앵커 기를 갖는 분자 화합물이고, 상기 정렬 첨가제는 1종 이상의 중합성 기를 갖거나 또는 상기 첨가제를 중합된 형태로 포함하는 중합체이다.
이 양태에서, 액정 매질은 특별히 제한되지는 않지만, 패널 내부에 수직 자가-정렬 특성 및 적절한 Δn을 가지기 때문에, 목적에 적합하다. 바람직하게는 이는 QD-LCD에 전형적으로 사용되는 저파장 범위에 적합한 Δn을 갖는다. 바람직한 Δn 값은 매질에 대해 상세히 기재된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널 및 청색 또는 UV 광의 범위에서 중심 최대 방출을 갖는 패널을 조명하기 위한 백라이트를 포함하는 전기-광학 액정 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 LC 패널 또는 디스플레이, 특히 PSA 패널 또는 디스플레이, 특히 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-posi-VA 또는 PS-TN 패널 또는 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 기판이 광 투명성인 2개의 기판, 양자점을 포함하는 색 변환 컬러 필터, 각각의 기판상에 제공된 전극 또는 하나의 기판에만 제공된 2개의 전극, 및 상기 기판들 사이에 위치된 상기 및 하기에 기재되는 액정 매질의 층을 포함하고, 이때 상기 액정 매질 중의 중합성 화합물이 중합된 것인, PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 및 하기에 기재된 LC 디스플레이의 제조 방법에 관한 것으로, 이는 디스플레이의 기판들 사이에, 상기 및 하기에 기재된 1종 이상의 중합성 화합물을 포함하는 액정 매질을 충전하거나 다르게는 제공하는 단계, 및 상기 중합성 화합물을 중합시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 임의의 배향 층을 함유하지 않는 디스플레이에서의 사용에 매우 적합하다. 액정 디스플레이는, 일반적으로 액정 혼합물이 유리 기판과 같은 한 쌍의 절연 기판들 사이에 그 액정 분자가 소정의 방향으로 배향되고 배향 필름이 액정 혼합물 측의 각 기판상에 형성되도록 밀봉된다. LC 분자의 호메오트로픽 배향은 PVA, PS-VA, VA 등과 같은 LC 모드에 특히 필요하며 임의의 통상적인 폴리이미드(PI) 배향 필름을 필요로 하지 않고 자가-정렬 첨가제를 사용하여 달성될 수 있다.
VA 유형의 최근 LCD에서 광학 지연은 투과율 및 시야 경험을 극대화하는 데 중요한 역할을 한다. 최근 디스플레이 장치의 광학 지연은 백색 백라이트에 대해서만 최적화되었지만 QD-LCD에 사용되는 청색 백라이트에는 최적화되지 않는다는 것이 밝혀졌다. 본 발명에 따른 혼합물은 청색 백라이트에 적응된 매우 적합한 광학 이방성을 갖는다. 최소한의 보상 필름으로 좋은 시야 경험을 달성할 수 있다. 본 발명에 따른 LC 매질에 의해 전기-광학 디스플레이의 투과율 및 시야 경험에 대한 최적합성이 달성될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "반응성 메소젠" 및 "RM"은, 메소젠성 또는 액정 골격, 및 이에 부착된 중합에 적합한 하나 이상의 작용기를 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 이러한 기는 또한 "중합성 기" 또는 화학 구조 치환체 "P"로도 지칭된다.
달리 언급되지 않는 한, 본원에 사용된 용어 "중합성 화합물"은, 중합가능한 단량체성 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "저분자량 화합물"은, 단량체성이고/이거나, "중합체성 화합물" 또는 "중합체"와 달리 중합에 의해 제조되지 않은 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 상기 메소젠성 화합물의 분자량은 일반적으로 172 g/mol 내지 866 g/mol의 범위, 바람직하게는 214 g/mol 이상 및/또는 591 g/mol 이하이다.
본원에 사용된 용어 "비-중합성 화합물"은, RM의 중합에 일반적으로 적용되는 조건 하에 중합에 적합하지 않은 작용기를 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "메소젠성 기"는, 당업자에게 공지되고 문헌에 기술되어 있으며, 이의 인력 및 척력 상호작용의 이방성으로 인해, 저분자량 또는 중합체성 성분에서 액정(LC) 상을 유발하는 것에 본질적으로 기여하는 기를 의미한다. 메소젠성 기를 함유하는 화합물(메소젠성 화합물)이 그 자체로 반드시 LC 상을 가질 필요는 없다. 메소젠성 화합물이, 다른 화합물과의 혼합 이후 및/또는 중합 이후에만 LC 상 거동을 나타내는 것도 가능하다. 전형적인 메소젠성 기는, 예를 들어, 강성 막대형 또는 디스크형 단위이다. 메소젠성 또는 LC 화합물과 관련되어 사용되는 용어 및 정의의 개요는 문헌[Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제시되어 있다.
본원에 사용된 용어 "스페이서 기"(이후로 "Sp"로도 지칭됨)은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다(예를 들어, 문헌[Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368] 참조). 본원에 사용된 용어 "스페이서 기" 또는 "스페이서"는, 가요성 기(예를 들어, 중합가능한 메소젠성 화합물에서 메소젠성 기와 중합성 기(들)을 연결하는 알킬렌 기)를 의미한다. 메소젠성 기가 일반적으로 고리를 함유하는 반면, 스페이서 기는 일반적으로 고리 시스템이 없으며, 즉 쇄가 분지될 수도 있는 쇄 형태이다. 용어 "쇄"는 예를 들어 알킬렌 기에 적용된다. 예를 들어 -O- 또는 -COO-와 같은 쇄 상의 및 쇄 내의 치환이 일반적으로 포함된다. 기능적 측면에서, 스페이서(스페이서 기)는 이들 부분 사이의 특정 공간 유연성을 촉진시키는 분자의 기능적 구조 부분들 사이의 링커이다.
바람직한 실시양태에서, 스페이서는 바람직하게는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기를 나타내고, 여기서 비-인접한 기 CH2는 -O-, -(CO)O-, -O(CO)- 또는 -(CO)- 중 임의의 것으로 대체될 수 있다.
용어 "청색광"은 약 450 nm 내지 495 nm의 주파수에서의 가시광을 지칭하며, 바람직하게는 460 nm 내지 480 nm의 스펙트럼과 같이 육안에 대해 실제로 청색으로 나타나는 광을 의미한다. 가장 바람직한 것은 RGB 색상 공간에서 사용되는 청색이다.
상기 및 하기에서,
Figure pat00003
는
트랜스-1,4-사이클로헥실렌 고리를 나타내고,
Figure pat00004
는
1,4-페닐렌 고리를 나타낸다.
상기 및 하기에서, "유기 기"는, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타낸다.
"탄소 기"는, 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 1가 또는 다가 유기 기를 나타내며, 이는 추가의 원자를 함유하지 않거나(예컨대, -C≡C-), 또는 임의적으로 하나 이상의 추가의 원자, 예를 들어, N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 함유한다(예컨대, 카보닐 등). 용어 "탄화수소 기"는, 추가적으로 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 하나 이상의 헤테로원자, 예를 들어, N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 함유하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 일반적으로 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
-CO-, -C(=O)-, -(CO)- 및 -C(O)-는 카보닐 기, 즉,
Figure pat00005
를 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는, 포화되거나 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는, 예를 들어, 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 초과의 탄소 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 환형일 수 있고, 또한 스파이로 연결 또는 축합된 고리를 함유할 수 있다.
용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.
용어 "아릴"은, 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 방향족 탄화수소 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택되는 헤테로원자를 하나 이상 함유하는, 상기 정의된 바와 같은 "아릴"을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 20개, 매우 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 및 알콕시카보닐옥시; 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴-알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 및 아릴옥시카보닐옥시이고, 이때 하나 이상의 탄소 원자는 또한, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택되는 헤테로원자로 대체될 수 있다.
다른 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C20 알킬, C2-C20 알켄일, C2-C20 알킨일, C3-C20 알릴, C4-C20 알킬다이엔일, C4-C20 폴리엔일, C6-C20 사이클로알킬, C4-C15 사이클로알켄일, C6-C30 아릴, C6-C30 알킬아릴, C6-C30 아릴알킬, C6-C30 알킬아릴옥시, C6-C30 아릴-알킬옥시, C2-C30 헤테로아릴, 또는 C2-C30 헤테로아릴옥시이다.
C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, C6-C25 아릴 및 C2-C25 헤테로아릴이 특히 바람직하다.
다른 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖고 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 단일치환 또는 다중치환되는, 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬이며, 이때 하나 이상의 비인접 CH2 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(Rx)=C(Rx)-, -C≡C-, -N(Rx)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있다.
여기서, Rx는 바람직하게는 H, F, Cl, CN, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 환형 알킬 쇄(이때 또한, 하나 이상의 비인접 탄소 원자는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음)를 나타내거나, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖고 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시, 또는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖고 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시를 나타낸다.
바람직한 알킬 기는, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로-펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로-메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로-헥실 등이다.
바람직한 알켄일 기는, 예를 들어, 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.
바람직한 알킨일 기는, 예를 들어, 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.
바람직한 아미노 기는, 예를 들어, 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.
용어 알콕시알킬은 화학식-알킬렌-알콕시의 기를 나타낸다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 일환형 또는 다환형일 수 있거나(즉, 하나의 고리(예를 들어, 페닐) 또는 융합될 수도 있는 2개의 고리(예를 들어, 나프틸)를 함유할 수 있음), 공유 결합되거나(예를 들어, 바이페닐), 또는 융합된 고리와 연결된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택되는 헤테로원자를 하나 이상 포함한다.
6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 아릴 기; 또는 5 내지 25개의 고리 원자를 갖고 임의적으로 융합된 고리를 함유하고 임의적으로 치환되는 일환형, 이환형 또는 삼환형 헤테로아릴 기가 특히 바람직한다. 또한, 5원, 6원 또는 7원 아릴 및 헤테로아릴 기가 바람직하며, 이때 또한, 하나 이상의 CH 기는, O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, N, S 또는 O로 대체될 수 있다.
바람직한 아릴 기는, 예를 들어, 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1'']터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 9,10-다이하이드로-페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조-피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스파이로바이플루오렌 등이다.
바람직한 헤테로아릴 기는, 예를 들어, 5원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 6원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합된 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀸옥살린이미다졸, 벤즈옥사졸, 나프트옥사졸, 안트르옥사졸, 페난트르옥사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 펜옥사진, 벤조-피리다진, 벤조피리미딘, 퀸옥살린, 펜아진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노-[2,3b]-티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜, 또는 이들 기의 조합이다.
(비-방향족) 지환형 및 헤테로사이클릭 기는 포화된 고리(즉, 독점적으로 단일 결합을 포함하는 것) 및 또한 부분적으로 불포화된 고리(즉, 또한 복수개의 결합을 포함할 수 있는 것)를 둘 다 포함한다. 헤테로사이클릭 고리는, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택되는 헤테로원자를 하나 이상 포함한다.
(비-방향족) 지환형 및 헤테로사이클릭 기는 일환형(즉, 하나의 고리만 포함)(예컨대, 사이클로헥산), 또는 다환형(즉, 복수개의 고리 포함)(예컨대, 데카하이드로-나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)일 수 있다. 포화된 기가 특히 바람직하다. 또한, 5 내지 25개의 고리 원자를 갖고, 임의적으로 융합된 고리를 포함하고, 임의적으로 치환되는 일환형, 이환형 또는 삼환형 기가 바람직하다. 또한, 5원, 6원, 7원 또는 8원 탄소환형 기(이때 또한, 하나 이상의 탄소 원자는 Si로 대체되고/되거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체되고/되거나, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있음)가 바람직하다.
바람직한 지환형 및 헤테로사이클릭 기는, 예를 들어, 5원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티아잔, 피페리딘; 7원 기, 예컨대 사이클로헵탄; 및 융합된 기, 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로-[1.1.1]-펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스파이로-[3.3]-헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.
바람직한 치환기 L은 예를 들어 P-Sp-, F, Cl, -CN, 각각 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때, 하나 이상의 H 원자는 임의적으로 F 또는 Cl로 대체될 수 있음)으로부터 선택된다.
매우 바람직한 치환기 L은 예를 들어 F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2 또는 OC2F5이다.
화학식
Figure pat00006
의 치환된 페닐렌은 바람직하게는
Figure pat00007
또는
Figure pat00008
이고, 이때 L은 전술된 의미 중 하나를 가진다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 매질은 하나 이상의 추가적인 중합성 화합물(반응성 메소젠 RM이라고도 함)을 함유하거나 이의 중합된 형태를 포함하는 중합체를 함유한다. 이러한 종류의 LC 혼합물은 PI-비함유 PS(중합체 안정화된)-VA 디스플레이 또는 PSA(중합체 지속 정렬) 디스플레이에 매우 적합하다. LC 분자의 정렬은 자가-정렬 첨가제에 의해 유도되고 유도된 배향(프리-틸트(pre-tilt))은 멀티도메인 스위칭에 적합한 조건하에서 반응성 메소젠(RM)의 중합에 의해 추가로 조정되거나 안정화될 수 있다. UV-경화 조건을 조정함으로써, 하나의 단일 단계에서 스위칭 시간(SWT)와 콘트라스트 비를 동시에 향상시킬 수 있다. 광 스트레스(UV-경화 및 백라이트(BLT) 모두) 후의 혼합물(VHR)의 신뢰도는 "고전적인" PI-코팅된 시험 셀에 충전된 자가-정렬 첨가제가 없는 LC 혼합물에 비해 개선되었다. 또한, UV-경화는 RM의 중합이 여전히 상당히 빠르고 VHR 값이 허용가능한 수준에 있는 파장에서 컷-필터(cut-filter)를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 70℃ 이상, 바람직하게는 74℃ 이상, 특히 76℃ 이상의 등명점을 갖는 매우 넓은 네마틱 상 범위, 매우 바람직한 용량성 임계 값, 비교적 높은 전압 보전율 값 및 동시에 -20℃ 및 -30℃에서의 매우 우수한 저온 안정성뿐만 아니라, 매우 낮은 회전 점도 및 짧은 응답 시간을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 본원 전반에 걸쳐 제시된 방법 예를 들어 전형적으로 60℃ 및 셀 두께 약 4.0 μm, 양면에 ITO 코팅, 추가 층 없는 조건에서 98.0% 이상, 보다 바람직하게는 98.5% 이상, 가장 바람직하게는 99.0% 이상의 전압 유지율(VHR)을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질의 일부 바람직한 실시양태를 하기에 나타낸다.
액정 매질에 포함되는 하나 이상의 화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-A 및 I-B의 화합물로부터 선택된다:
Figure pat00009
상기 식에서,
R1은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기이고,
R2는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬이다.
화학식 I-A의 화합물은 바람직하게는 매질 중에 6 중량% 이상, 보다 바람직하게는 8 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상, 가장 바람직하게는 12 중량% 이상의 양으로 포함된다. 다양한 특성 중에서, 화학식 I-A 및 I-B의 화합물은 보다 낮은 Δn의 혼합물에 첨가된다.
화학식 I-B의 화합물은 바람직하게는 매질 중에 16 중량% 이상, 보다 바람직하게는 17 중량% 이상의 양으로 포함된다.
보다 바람직하게는 화학식 I 또는 I-A/I-B의 화합물은 각각 하기 화학식 I-A1 내지 I-B4의 화합물 군으로부터 선택된다:
Figure pat00010
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 하나 이상의 화학식 I-A의 화합물 및 하나 이상의 화학식 I-B의 화합물을 바람직하게는 상기 제공된 백분율로 포함한다. 특히 바람직한 화학식 I-A의 화합물은 화학식 I-A1 및 I-A3의 화합물이다. 특히 바람직한 화학식 I-B의 화합물은 화학식 I-B3 및 I-B4의 화합물이다.
"수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제"(본원에서 간단히 "자가-정렬 첨가제")라는 용어는 예를 들어 WO 2012/038026 및 EP 2918658, WO 2016/015803 또는 WO 2017/045740에 개시된 특정 물질을 지칭한다. 자가-정렬 첨가제는 임의적으로 그 구조에 부착된 하나, 둘 또는 그 이상의 중합성 기를 가질 수 있다. 본원에서, 자가-정렬 첨가제는 바람직하게는 2개 이상의 고리 및 극성의 앵커 기(예를 들어, -OH, -SH, -NH2)을 갖는 분자 화합물이며, 여기서 분자 화합물은 1개, 2개 또는 그 이상의 중합성 기를 갖는 경우 그 사용 과정에서 중합체의 일부가 될 수 있다. 본원에서, 자가-정렬 첨가제라는 용어는 다르게 표시되지 않는 한 첨가제의 분자 및 임의의 중합된 형태 모두를 지칭한다.
수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제는 바람직하게는 하기 화학식 II의 화합물로부터 선택된다:
Figure pat00011
상기 식에서,
MES는 서로 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 하나 이상의 고리 및 임의적으로 MES에 직접적으로 또는 스페이서를 통해 연결된 하나 이상의 중합성 기를 포함하는 메소젠성 기이고,
RA는 극성 앵커 기이며, 바람직하게는 적어도 하나의 -OH, -SH 또는 1급 또는 2급 아민 기를 포함한다. 보다 바람직하게는, RA는 화학식 IIa에 대한 정의를 포함하는 하기에서 더 상세히 정의된 바와 같은 기 Ra이다.
바람직하게는, 극성 앵커 기(RA)는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이고, 여기서 임의의 -CH2-는 임의적으로 -O-, -S-, -NR0- 또는 -NH-로 치환되고, -OH, -NH2 또는 -NR0H(여기서 R0는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬임)로부터 선택되는 1, 2 또는 3개의 극성 기로 치환된다. 보다 바람직하게는, RA는 하기 정의된 바와 같은 Ra 기이다.
보다 바람직하게는 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제는 바람직하게는 하기 화학식 IIa의 화합물로부터 선택된다:
Figure pat00012
상기 식에서,
A1, A2는 각각, 서로 독립적으로, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로사이클릭 기를 나타내고, 이는 또한 융합 고리를 함유할 수 있고 또한 L 및 -Sp-P 기들 중 어느 하나에 의해 단일치환 또는 다치환될 수 있고,
L은 각각의 경우, 서로 독립적으로, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R0)2, -C(=O)R0, 임의적으로 치화된 실릴, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 사이클로알킬, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 여기서, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있고,
P는 중합성 기를 나타내고,
Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
Z2는 각각의 경우, 서로 독립적으로, 단일 결합, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)-, 또는 -CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-를 나타내고,
n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6, 바람직하게는 2, 3 또는 4를 나타내고,
R0는 각각의 경우, 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R00은 각각의 경우, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R1은 서로 독립적으로, H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬(여기서, 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S- -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음), 또는 -Sp-P 기를 나타내고,
Ra는 -OH, -NH2, NHR11, -SH, C(O)OH 및 -CHO(여기서, R11은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타냄)로부터 선택되는 하나 이상의 기를 갖는 극성 앵커 기를 나타낸다.
자가-정렬 첨가제의 앵커 기 Ra 또는 RA는 바람직하게는 하기와 같이 정의된다.
Ra는 하기 화학식의 앵커 기이다:
Figure pat00013
또는
Figure pat00014
상기 식에서,
p는 1 또는 2를 나타내고,
q는 2 또는 3을 나타내고,
B는 치환되거나 비치환된 고리 시스템 또는 축합 고리 시스템, 바람직하게는 벤젠, 피리딘, 사이클로헥산, 다이옥산 또는 테트라하이드로피란으로부터 선택되는 고리 시스템을 나타내고,
Y는, 서로 독립적으로, -O-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -NR11- 또는 단일 결합을 나타내고,
o는 0 또는 1을 나타내고,
X1은, 서로 독립적으로, H, 알킬, 플루오로알킬, OH, NH2, NHR11, NR11 2, -SH, OR11, C(O)OH, 또는 -CHO를 나타내고, 여기서 적어도 하나의 기 X1은 -OH, -NH2, NHR11, -SH, C(O)OH 및 -CHO로부터 선택되는 라디칼을 나타내고,
R11은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
Spa, Spc, Spd는 각각, 서로 독립적으로, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
Spb는 3가 또는 4가 기, 바람직하게는 CH, N 또는 C를 나타낸다.
화학식 II/IIa의 화합물은 임의적으로 중합성 화합물을 포함한다. 본원에서, "화학식 II의 화합물을 포함하는 매질"은 화학식 II의 화합물을 포함하는 매질 및 대안적으로는 매질과 관련하여 그의 중합된 형태의 화합물 모두를 지칭한다.
화학식 IIa의 화합물에서, Z1 및 Z2는 바람직하게는 단일 결합, -C2H4-, -CF2O- 또는 -CH2O-를 나타낸다. 특히 바람직한 실시양태에서, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 단일 결합을 나타낸다.
화학식 IIa의 화합물에서, L1 및 L2는 각각 독립적으로 바람직하게는 F 또는 알킬, 바람직하게는 F, CH3, C2H5 또는 C3H7를 나타낸다.
화학식 IIa의 화합물에서, A1은 바람직하게는 1 또는 2개의 기 -Sp-P 및/또는 1, 2개 또는 그 이상의 기 L로 임의적으로 치환되는 1,4-페닐렌 고리이다.
바람직한 화학식 II/IIa의 화합물은 하기 화학식 II-A 내지 II-D에 의해 예시된다:
Figure pat00015
Figure pat00016
상기 식에서,
R1, Ra, A2, Z1, Z2, Sp 및 P는 독립적으로 상기 화학식 IIa에 대해 정의된 바와 같은 의미를 가지며,
L1, L2는 독립적으로 상기 화학식 II에서 L로서 정의되고,
r1, r2는 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.
바람직한 실시양태에서, r2는 1을 나타내고/내거나 r1은 0을 나타낸다.
중합성 기 P는 바람직하게는 화학식 I에서 P에 대해 제공된 바람직한 의미를 가지며, 가장 바람직하게는 메타크릴레이트이다.
상기 화학식 II 또는 II-A 내지 II-D에서, Z1 및 Z2는 바람직하게는 독립적으로 단일 결합 또는 -CH2CH2-를 나타내고, 매우 특히 단일 결합을 나타낸다.
화학식 II/IIa 및 그 하위 화학식에서, RA/Ra 기는 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택되는 부분적인 기를 나타내고:
Figure pat00017
[상기 식에서,
p = 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고,
R22는 H, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, 3급-부틸, CH2CH2-3급-부틸 또는 n-펜틸이고,
*는 기의 부착점을 나타낸다], 특히
Figure pat00018
Figure pat00019
또는
Figure pat00020
을 나타낸다.
화학식 II/IIa 및 화학식 II 또는 IIa의 하위 화학식에서, R1은 바람직하게는 1 내지 8개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 분지형 알킬 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다. 화학식 II 또는 IIa의 화합물에서, R1은 보다 바람직하게는 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, n-C6H13 또는 CH2CH(C2H5)C4H9을 나타낸다. R1은 또한 알켄일옥시, 특히 OCH2CH=CH2, OCH2CH=CHCH3, OCH2CH=CHC2H5, 또는 알콕시, 특히 OC2H5, OC3H7, OC4H9, OC5H11 and OC6H13을 나타낼 수 있다. 특히 바람직한 R1은 직쇄 알킬 잔기, 바람직하게는 C5H11을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 II의 화합물은 하위 화학식 II-1 내지 II-81의 화합물로부터 선택된다:
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
상기 식에서,
R1, L1, L2, Sp, P 및 Ra는 상기 주어진 바와 같은 의미를 갖고, L3은 L2로서 정의된다.
본 발명에 따른 혼합물은 매우 특히 화학식 II의 하위 화학식의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 자가-정렬 첨가제를 함유한다:
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
상기 식에서,
Ra는 상기 및 하기에 기재된 앵커 기로서 이의 바람직한 의미 중 하나를 나타내거나, 또는 바람직하게는 하기 화학식의 기를 나타낸다:
Figure pat00055
상기 식에서,
R22는 H, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, 3급-부틸, CH2CH2-3급-부틸 또는 n-펜틸이고, 가장 바람직하게는 H이고,
R1은 상기 화학식 IIa에서 나타낸 의미를 갖고, 바람직하게는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼, 바람직하게는 C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, n-C6H13 또는 n-C7H15, 가장 바람직하게는 n-C5H11을 나타낸다.
본 발명에 따른 바람직한 LC 혼합물은 하나 이상의 화학식 II의 화합물 또는 이의 바람직한 화학식의 화합물을 함유한다.
화학식 II의 화합물은 유기 화학에 대한 표준 문헌 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기재된 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
화학식 II의 화합물은 예를 들어 하기와 같이 제조될 수 있다:
반응식 1. 자가-정렬 첨가제의 합성(변수들은 상기 화학식 II에서와 같이 정의된다.)
Figure pat00056
반응식 2. 자가-정렬 첨가제의 합성(변수들은 상기 화학식 II에서와 같이 정의된다.)
Figure pat00057
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 1개 또는 그 초과, 바람직하게는 1개의 자가-정렬 첨가제를 함유한다.
화학식 II의 자가-정렬 첨가제는 바람직하게는 혼합물 전체를 기준으로 0.01 중량% 이상, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 액정 매질에 사용된다. 전체 혼합물을 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%의 하나 이상의 자가-정렬 첨가제를 함유하는 액정 매질이 특히 바람직하다.
바람직하게는 0.2 내지 3 중량%의 하나 이상의 화학식 II의 화합물의 사용은 통상적인 LC 두께(3 내지 4 ㎛) 및 디스플레이 산업에 사용되는 기판 물질에 대해 LC 층의 완전한 호메오트로픽 정렬을 초래한다. 특수 표면 처리는 화학식 II의 화합물(들)의 양을 더 낮은 범위의 양으로 상당히 감소시킬 수 있다. 하나 이상의 중합성 기 P를 갖는 자가-정렬 첨가제는 바람직하게는 디스플레이 패널에서의 수직 정렬이 확립된 후에 중합된다.
본 발명에 따른 액정 매질의 추가의 바람직한 실시양태는 하기에 기재된다:
a) 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pat00058
상기 식에서,
R2A, R2B는 각각, 서로 독립적으로, H, 또는 비치환되거나 CN 또는 CF3로 단일치환되거나 할로겐으로 적어도 단일치환된 탄소수 15 이하의 알킬 또는 알켄일라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-,
Figure pat00059
, -C≡C-, -CF2O-, -OCF2-, -OC-O- 또는 -O-CO-로 대체되고,
L1 내지 L4는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, CF3 또는 CHF2를 나타내고,
Z2 및 Z2'는 서로 독립적으로 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O-를 나타내고,
v는 1 내지 6을 나타낸다.
화학식 CY 및 PY의 화합물에서, Z2 및 Z2'는 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있다.
화학식 CY 및 PY의 화합물에서, R2A 및 R2B는 각각 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, 또는 n-C5H11을 나타낸다.
화학식 CY 및 PY의 화합물에서, L1, L2, L3 및 L4는 바람직하게 L1 = L2 = F를 나타내고, L3 = L4 = F를 나타내고, 또한 L1 = F 및 L2 = C1, L1 = C1 및 L2 = F, L3 = F 및 L4 = Cl, L3 = Cl 및 L4 = F를 나타낸다. 화학식 CY 및 PY에서, Z2 및 Z2'는 각각 바람직하게는, 서로 독립적으로, 단일 결합, 또한 -C2H4- 또는 -CH2O- 가교를 나타낸다.
화학식 PY에서, Z2 = -C2H4- 또는 -CH2O-인 경우, Z2'는 바람직하게는 단일 결합이거나, Z2'= C2H4- 또는 -CH2O-인 경우, Z2는 바람직하게는 단일 결합이다. 화학식 CY 및 PY의 화합물에서, (O)CvH2v+1은 바람직하게는 OCvH2v+1, 또한 CvH2v+1을 나타낸다.
화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 8 중량% 이상, 보다 바람직하게는 9 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 10 중량% 이상, 가장 바람직하게는 12 중량% 이상의 양으로 매체에 포함된다.
화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 매질 중에 12 중량% 이상, 보다 바람직하게는 14 중량% 이상의 양으로 포함된다.
화학식 CY 및 PY의 바람직한 화합물을 하기에 나타낸다:
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 혼합물은 하나 이상의 화학식 CY-2, CY-14 및 PY-11의 화합물을 포함한다.
전체 혼합물 중의 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물의 비율은 바람직하게는 20 중량% 이상이다.
b) 하나 이상의 하기 화학식 XZY 또는 PYP의 화합물을 포함하는 액정 매질:
Figure pat00064
상기 식에서,
R2A, R2B 및 R2C는 각각, 서로 독립적으로, H, 또는 비치환되거나 CN 또는 CF3로 단일치환되거나 할로겐으로 적어도 단일치환된 탄소수 15 이하의 알킬 또는 알켄일라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-,
Figure pat00065
, -C≡C-, -CF2O-, -OCF2-, -OC-O- 또는 -O-CO-로 대체되고,
L1 내지 L4는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, CF3 또는 CHF2를 나타내고,
Figure pat00066
는
Figure pat00067
을 나타내고,
Figure pat00068
는
Figure pat00069
을 나타내고,
ZX 및 ZX'는 각각, 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O-를 나타내고,
(O)CvH2v+1은 OCvH2v+1 또는 CvH2v+1을 나타내고,
p는 0, 1 또는 2를 나타내고,
q는 0 또는 1을 나타내고,
v는 1 내지 6을 나타낸다.
화학식 XZY 및 PYP의 바람직한 화합물을 하기에 나타낸다:
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내며, 여기서 알켄일은, 서로 독립적으로, 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
c) 하기 화학식 III의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질:
Figure pat00075
상기 식에서,
R31은 9개 이하의 탄소 원자를 갖는 알켄일이고,
R32는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 12 이하의 직쇄 알킬, 알콕시알킬, 알켄일 또는 알콕시를 나타내고,
Figure pat00076
는
Figure pat00077
Figure pat00078
를 나타내고,
Z3은 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -C4H8-, 또는 -CF=CF-를 나타낸다.
화학식 III의 바람직한 화합물이 하기 제시된다:
Figure pat00079
상기 식에서,
알킬은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 7의 직쇄 알켄일을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 1종 이상의 화학식 IIIa 및/또는 화학식 IIIb의 화합물을 바람직하게는 1 내지 40 중량%의 양으로 포함한다. 보다 바람직하게는, 화학식 III의 화합물의 양은 10% 이하, 더욱 바람직하게는 6% 이하이다.
화학식 III의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식으로부터 선택된다:
Figure pat00080
특히 바람직한 것은 화학식 IIIa의 화합물, 특히 하기 화학식들 중 임의의 것으로부터 선택되는 화합물이다:
Figure pat00081
.
전체 혼합물 중의 화학식 III의 화합물의 비율은 바람직하게는 1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이상이다.
d) 하기 화학식 V-1 내지 V-8의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pat00082
Figure pat00083
상기 식에서,
R7 내지 R10은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure pat00084
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고,
w 및 x는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타낸다.
화학식 V-8의 화합물을 하나 이상 포함하는 혼합물이 특히 바람직하다.
e) 하기 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질:
Figure pat00085
상기 식에서,
R14 내지 R19는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,
z 및 m은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타내고,
x는 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.
f) 하기 화학식 T-1 내지 T-21의 불화된 터페닐을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pat00086
Figure pat00087
Figure pat00088
상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,
m은 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
n은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.
R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 또는 펜톡시를 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 화학식 T-1 내지 T-21의 터페닐을 2 내지 30 중량%, 특히 5 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.
화학식 T-1, T-2, T-20 및 T-21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 탄소수 1 내지 6의 알킬 및 알콕시를 나타낸다. 화학식 T-20의 화합물에서, R은 바람직하게는 알킬 또는 알켄일 특히 알킬을 나타낸다. 화학식 T-21의 화합물에서, R은 바람직하게는 알킬을 나타낸다.
상기 터페닐은 바람직하게는, 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 경우, 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은, 화학식 T-1 내지 T-21의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 터페닐 화합물을 2 내지 20 중량% 포함한다.
g) 하기 화학식 B-1 내지 B-3의 바이페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pat00089
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일및 알켄일는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일라디칼을 나타낸다.
전체 화합물 중의 화학식 B-1 내지 B-3의 비페닐의 비율은 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.
화학식 B-1 내지 B-3의 화합물 중에서, 화학식 B-2의 화합물이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 바이페닐은 하기와 같다:
Figure pat00090
상기 식에서, 알킬*은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B-1a 및/또는 B-2c의 화합물을 하나 이상 포함한다.
h) 하기 화학식 Z-1 내지 Z-7의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질:
Figure pat00091
상기 식에서, R 및 알킬은 상기 제시된 의미를 가진다.
i) 하기 화학식 O-1 내지 O-10의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질:
Figure pat00092
Figure pat00093
상기 식에서, R1 및 R2는 R2A에 대해 제시된 의미를 가진다.
R1 및 R2는 바람직하게는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 6 이하의 직쇄 알킬 또는 알켄일 나타낸다.
본 발명에 따른 혼합물은 매우 특히 바람직하게는 화학식 O-5, O-7, O-9 및/또는 O-10의 화합물을 특히 5 내지 30 중량%의 양으로 포함한다.
화학식 O-5의 바람직한 화합물이 하기에 제시된다:
Figure pat00094
.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, 화학식 O-5a 및/또는 화학식 O-5b의 삼환형 화합물을 포함한다. 화학식 O-5a 및/또는 O-5b의 화합물의 총 비율은 5 내지 40%, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25%이다.
매우 특히 바람직한 혼합물을 하기 화학식 O-5a의 화합물을 포함한다:
Figure pat00095
.
k) 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질은, 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 물질, 예를 들어 하기 화학식 N-1 내지 N-5의 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pat00096
Figure pat00097
상기 식에서,
R1N 및 R2N은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure pat00098
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고, 바람직하게는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 알켄일을 나타내고,
Z1 및 Z2는 각각, 서로 독립적으로, 또는 -C2H4-, -CH=CH-, -(CH2)4-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CHCH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2- 또는 단일 결합을 나타낸다.
m) 바람직한 혼합물은, 하기 화학식 BC의 다이플루오로다이벤조크로만 화합물, 하기 화학식 CR의 크로만, 하기 화학식 PH-1 및 PH-2의 불화된 페난트렌, 하기 화학식 BF-1 및 BF-2의 불화된 다이벤조퓨란, 및 하기 화학식 BS-1 및 BS-2의 불화된 다이벤조티오펜 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pat00099
상기 식에서,
RB1, RB2, RCR1, RCR2, R1, 및 R2는 각각, 서로 독립적으로, R2A의 의미를 갖고,
c는 0, 1 또는 2이고,
d는 1 또는 2를 나타낸다.
본 발명에 따른 혼합물은 바람직하게는 화학식 BC, CR, PH-1, PH-2, BF-1, BF-2, BS-1 및/또는 BA-2의 화합물을 2 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 포함한다.
화학식 BC, CR 및 BF-1의 특히 바람직한 화합물은 하기 화학식 BC-1 내지 BC-7 및 CR-1 내지 CR-5의 화합물이다:
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알켄일라디칼을 나타낸다.
화학식 BF-1c 및/또는 BS-1c의 화합물을 포함하는 혼합물이 특히 바람직하고, 알킬 및 알킬*는 독립적으로 바람직하게는 직쇄인 펜틸 또는 헥실의 메틸, 에틸, 프로필, 또는 부틸이다.
n) 바람직한 혼합물은 하기 화학식 In의 인단 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pat00104
상기 식에서,
R11, R12, 및 R13은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬, 알콕시, 알콕시알킬 또는 알켄일라디칼을 나타내고,
R12 및 R13은 추가적으로 할로겐을 나타내고,
Figure pat00105
는
Figure pat00106
를 나타내고,
i는 0, 1 또는 2를 나타낸다.
R12 및/또는 R13이 할로겐을 나타내는 경우, 할로겐은 바람직하게는 F이다.
화학식 In의 바람직한 화합물은 하기 제시되는 화학식 In-1 내지 In-16의 화합물이다:
Figure pat00107
Figure pat00108
.
화학식 In-1, In-2, In-3 및 In-4의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 In 및 이의 하위화학식 In-1 내지 In-16의 화합물은 바람직하게는 5 중량% 이상, 특히 5 내지 30 중량%, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25 중량%의 농도로 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다.
o) 바람직한 혼합물은 하기 화학식 L-1 내지 L-7의 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:
Figure pat00109
Figure pat00110
상기 식에서,
R, R1 및 R2는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure pat00111
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고, 알킬은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼을 나타내고,
s는 1 또는 2를 나타낸다.
화학식 L-1 및 L-4, 특히 L-4의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 L-1 내지 L-7의 화합물은 바람직하게는 2 내지 50 중량%, 특히 2 내지 20 중량%, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 15 중량%의 농도로 사용된다.
p) 바람직한 혼합물은 추가로 하나 이상의 하기 화학식 To-1 및 To-2의 톨란 화합물을 포함한다:
Figure pat00112
상기 식에서,
R1 및 R1*는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시를 나타내고, 이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure pat00113
, -O-, -CO-O-, -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있고,
a는 0 또는 1을 나타내고,
L1 및 L2는 각각, 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF3 또는 CHF2, 바람직하게는 H 또는 F를 나타낸다.
화학식 To-1 및 To-2의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물들이다:
Figure pat00114
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알콕시 또는 O-알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고,
L1 및 L2는 각각, 서로 독립적으로, H, F, Cl, CF3 또는 CHF2, 바람직하게는 H 또는 F를 나타낸다.
특히, 하기 화학식 To-1의 화합물이 바람직하다:
Figure pat00115
Figure pat00116
상기 식에서,
알킬, 알킬* 및 알콕시는 상기 기재된 의미를 갖는다.
q) 바람직한 화합물은 하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물을 함유한다:
Figure pat00117
상기 식에서,
R1은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시를 나타내고, 이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure pat00118
, -O-, -CO-O-, -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 할로겐으로 대체될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, R1은 알킬, 특히 n-C3H7을 나타낸다. 화합물 P는 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%의 양으로 사용된다.
특히 바람직한 혼합물 개념이 하기에 제시된다(사용되는 두문자는 하기 표 A에 설명된다. 여기서, n 및 m은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타낸다).
바람직한 혼합물은 독립적으로 하기를 함유한다:
- 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 특히 0.2 내지 2 중량%의 양의, 하기 화합물 II-1c 또는 II-8h의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 자가-정렬 첨가제:
Figure pat00119
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 10 내지 30%의 농도의 CPY-n-Om, 특히 CPY-2-O2, CPY-3-O2 및/또는 CPY-5-O2,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10% 초과, 특히 12 내지 30%의 농도의 CY-n-Om, 바람직하게는 CY-3-O2, CY-3-O4, CY-5-O2 및/또는 CY-5-O4,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 8% 초과, 특히 8 내지 25%의 농도의 PY-n-Om, 바람직하게는 PY-3-O2, PY-2-O2 및/또는 PY-1-O2,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 초과, 특히 10 내지 30%의 농도의 CCY-n-Om, 바람직하게는 CCY-4-O2, CCY-3-O2, CCY-3-O3, CCY-3-O1 및/또는 CCY-5-O2,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 3% 이상, 특히 3 내지 25%의 농도의 CLY-n-Om, 바람직하게는 CLY-2-O4, CLY-3-O2 및/또는 CLY-3-O3,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 2% 이상, 특히 2 내지 20%의 농도의 B-nO-Om, 바람직하게는 B-2O-O5,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 5% 이상, 특히 5 내지 25%의 농도의 CK-n-F, 바람직하게는 CK-3-F, CK-4-F 및/또는 CK-5-F.
또한, 하기 혼합물 개념을 독립적으로 포함하는 본 발명에 따른 혼합물이 바람직하다:
상기 매질은 화학식 CY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다.
상기 매질은 화학식 CY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 III-1의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다.
상기 매질은 화학식 CY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 L4의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다.
상기 매질은 화학식 CY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 BF-1c 및/또는 BS-1c의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다.
상기 매질은 화학식 CY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 화학식 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 및 각각의 화학식 BF-1c 및 L4의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다.
또한, 하기 혼합물 개념을 포함하는 본 발명에 따른 혼합물이 바람직하다(이때, n 및 m은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타낸다):
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 80% 농도의 CPY-n-Om 및 CY-n-Om,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 70% 농도의 CPY-n-Om 및 CK-n-F,
및/또는
- 전체 혼합물을 기준으로 바람직하게는 10 내지 80% 농도의 CPY-n-Om 및 CLY-n-Om.
본 발명은 또한, 유전체로서 청구범위 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 함유하는 것을 특징으로 하는 ECB, VA, PS-VA, PSA, IPS, HT-VA, PM(능동 매트릭스)-VA에 기초한 수동- 또는 능동-매트릭스 어드레싱을 갖는 전기-광학 디스플레이, 바람직하게는 PI-비함유 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 -20℃ 이하 내지 70℃ 이상, 특히 바람직하게는 30℃ 이하 내지 80℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 이하 내지 90℃ 이상의 네마틱 상을 가진다.
본원에서 표현 "네마틱 상을 가진다"는, 한편으로는, 저온의 상응하는 온도에서 스멕틱 상 및 결정화가 관찰되지 않고, 다른 한편으로는, 네마틱 상으로부터의 가열시에 등명화가 여전히 일어나지 않음을 의미한다. 대응 온도에서 유동 점도계 내에서 저온에서의 조사를 수행하고, 전광 용도에 대응하는 층 두께를 갖는 시험 셀 내에 100시간 이상 저장함으로써 점검한다. 대응 시험 셀 내에서 -20℃의 온도에서의 저장 안정성이 100시간 이상인 경우, 상기 매질은 상기 온도에서 안정한 것으로 지칭된다. -30℃ 및 -40℃의 온도에서, 대응 시간은 각각 500시간 및 250시간이다. 고온에서, 등명점은 모세관 내에서 통상적인 방법에 의해 측정된다.
상기 액정 혼합물은 바람직하게는, 60 K 이상의 네마틱 상 범위 및 20℃에서 30　mm2 × s-1 이상의 유동 점도(ν20)를 가진다.
상기 액정 혼합물에서 복굴절률(Δn) 값은 일반적으로 0.07 내지 0.16, 바람직하게는 0.08 내지 0.13이다.
본 발명에 따른 액정 혼합물은 -0.5 내지 -8.0, 특히 -2.5 내지 -6.0의 Δε을 갖고, 이때 Δε은 유전체 이방성을 나타낸다. 20℃에서의 회전 점도(γ1)는 바람직하게는 165 mPa·s, 특히　140　mPa·s이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 비교적 낮은 임계 전압(V0) 값을 가진다. 이는 바람직하게는 1.7 V 내지 3.0 V, 특히 바람직하게는 2.5 V 이하, 매우 특히 바람직하게는　2.3　V 이하이다.
본원에서 용어 "임계 전압"은, 달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 소위 프레데릭스(Freedericks) 임계값으로도 알려진 용량성 임계값에 관한 것이다.
중요하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은 액정 셀 내에서 높은 전압 보전율 값을 가진다.
일반적으로 낮은 어드레싱 전압 또는 임계 전압을 갖는 액정 매질은, 더 높은 어드레싱 전압 또는 임계 전압을 갖는 액정 매질에 비해 더 낮은 전압 보전율을 나타내고, 그 역도 성립한다.
본 발명에서, 용어 "양의 유전율을 갖는 화합물"은 Δε > 1.5를 갖는 화합물을 의미하고, 용어 "중성 유전율을 갖는 화합물"은 -1.5 ≤ Δε ≤ 1.5를 갖는 화합물을 의미하고, 용어 "음의 유전율을 갖는 화합물"은 Δε < - 1.5를 갖는 화합물을 의미한다. 화합물의 유전체 이방성은, 액정 호스트에 10%의 상기 화합물을 용해시키고, 각 경우에서 1 kHz에서 수직 및 수평 표면 정렬을 갖는 20 ㎛의 층 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀에서 생성된 혼합물의 전기용량을 측정함으로써 측정된다. 측정 전압은 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V이지만, 조사된 개별 액정 혼합물의 전기용량 문턱값보다 항상 낮다.
본원에서 기재된 모든 온도 값은 ℃로 나타낸다.
본 발명에 따른 혼합물은 PM-VA, HT(고 투과율)-VA 및 VA-IPS 제품뿐만 아니라 VAN, MVA, (S)-PVA, ASV, PSA(중합체 유지된 VA) 및 PS-VA(중합체 안정화된 VA)와 같은 모든 VA-TFT 제품에 적합하다.
본 발명에 따른 디스플레이에서의 네마틱 액정 혼합물은 일반적으로 2개의 성분 A 및 B를 포함하며, 이들 자체는 하나 이상의 개별 화합물로 이루어진다.
성분 B는 상당한 음의 유전체 이방성을 가지며, -1.5 이하의 유전체 이방성을 네마틱 상에 제공한다. 바람직한 성분 B는 화학식 CY 및 PY의 화합물을 포함하고, 또한 화학식 XZY 및/또는 PYP의 화합물을 포함한다.
성분 B의 비율은 바람직하게는 95 내지 100%, 특히 98 내지 100%이다.
성분 B에서, -0.8 이하의 Δε 값을 갖는 하나(또는 그 이상)의 개별 화합물이 바람직하게 선택된다.
상기 혼합물은 또한, 1.5 이상의 유전체 이방성(Δε)을 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 소위 양의 화합물은 일반적으로, 전체 혼합물을 기준으로 20 중량% 이하의 양으로 음의 유전체 이방성의 혼합물 중에 존재한다.
화학식 I, II 및 화학식 CY, PY, 및 임의적으로 화학식 III, XYZ 및/또는 PYP의 화합물 외에도, 다른 구성요소가 또한 예를 들어 전체 혼합물의 45% 이하, 바람직하게는 35% 이하, 특히 10% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
다른 구성요소는 바람직하게는 네마틱 또는 네마토젠성 성분, 특히 공지된 성분, 아족시벤젠, 벤질리덴아닐린, 바이페닐, 터페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 페닐 또는 사이클로헥실 사이클로헥산카복실레이트, 페닐사이클로헥산, 사이클로헥실바이페닐, 사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실나프탈렌, 1,4-비스사이클로헥실바이페닐 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실다이옥산, 임의적으로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에터, 톨란 및 치환된 신남산 에스터 부류로부터의 공지의 물질로부터 선택된다.
이런 유형의 액정 상의 성분으로서 적합한 가장 중요한 화합물은 하기 화학식 IV인 것을 특징으로 할 수 있다:
R20-L-G-E-R21 IV
상기 식에서,
L 및 E는 1,4-이치환 벤젠 및 사이클로헥산 고리, 4,4'-이치환 벤젠 및 사이클로헥산 고리, 4,4'-이치환 바이페닐, 페닐사이클로헥산 및 사이클로헥실사이클로헥산계, 2,5-이치환된 피리미딘 및 1,3-다이옥산 고리, 2,6-이치환 나프탈렌, 다이- 및 테트라하이드로나프탈렌, 퀴나졸린 및 테트라하이드로퀴나졸린에 의해 형성된 기로부터의 각각 카보- 또는 헤테로사이클릭 고리계를 나타내고,
G는 -CH=CH-, -N(O)=N-, -CH=CQ-, -CH=N(O)-, -C≡C-, -CH2-CH2-, -CO-O-, -CH2-O-, -CO-S- -CH2-S-, -CH=N-, -COO-Phe-COO-, -CF2O-, -CF=CF-, -OCF2-, -OCH2-, -(CH2)4-, -(CH2)3O- 또는 C-C 단일 결합을 나타내고,
Q는 할로겐, 바람직하게는 염소, 또는 -CN을 나타내고,
R20 및 R21은 각각 탄소수 18 이하, 바람직하게는 8 이하의 알킬, 알켄일 알콕시, 알콕시알킬 또는 알콕시카보닐옥시이거나, 또는 이들 라디칼 중 하나는 다르게는 CN, NC, NO2, NCS, CF3, SF5, OCF3, F, Cl 또는 Br을 나타낸다.
이들 화합물의 대부분에서, R20 및 R21은 서로 상이하고, 이들 라디칼 중 하나는 보통 알킬 또는 알콕시 기이다. 제안된 치환기들의 다른 변이체가 또한 일반적이다. 많은 이러한 물질 또는 이들의 혼합물은 상업적으로 입수가능하다. 모든 이러한 물질들은 문헌으로부터 공지의 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 VA 혼합물이 예를 들어 H, N, O, Cl 및 F가 상응하는 동위원소로 치환된 화합물을 또한 포함할 수 있다는 것은 당업자에게 당연하다.
추가적인 중합성 화합물, 소위 반응성 메소젠(RM)은 또한, 혼합물을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 농도로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있다. 이들은 또한 하기에서 공-단량체로서도 지칭된다. 이러한 유형의 혼합물은, 소위 중합체-안정화된 VA 방식(PS-VA) 또는 PSA(중합체-지속된 VA)에 사용될 수 있고, 이때 반응성 메소젠의 중합은 액정 혼합물 중에서 일어나는 것으로 의도된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 추가적인 중합성 화합물(단량체)은 하기 화학식 M의 화합물로부터 선택된다:
RMa-AM1-(ZM1-AM2)m1-RMb M
상기 식에서, 개별 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
RMa 및 RMb는 각각, 서로 독립적으로, P, P-Sp-, H, 할로겐, SF5, NO2, 알킬, 알켄일또는 알킨일 기를 나타내고, 여기서 라디칼 RMa 및 RMb 중 적어도 하나는 기 P 또는 P-Sp-를 함유하거나 바람직하게는 나타내고,
P는 중합성 기를 나타내고,
Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
AM1 및 AM2는 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 4 내지 25개의 고리 원자, 바람직하게는 탄소 원자를 갖는, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로사이클릭 기를 나타내고, 이는 또한 융합 고리를 포함하거나 함유하고 임의적으로 L에 의해 단일- 또는 다치환될 수 있고,
L은 P, P-Sp-, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의적으로 치환된 실릴, 탄소수 6 내지 20의 임의적으로 치환된 아릴, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 P, P-Sp-, H, 할로겐, SF5, NO2, 알킬, 알켄일또는 알킨일 기를 나타내고,
Y1은 할로겐을 나타내고,
ZM1은 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 또는 단일 결합을 나타내고,
R0 및 R00은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 탄소수 6 내지 40의 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 탄소수 2 내지 40의 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타내고,
m1은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
이때, RMa, RMb 및 존재하는 치환체 L로부터의 하나 이상, 바람직하게는 하나, 두 개 또는 세 개, 특히 바람직하게는 하나 또는 두 개가 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 하나 이상의 기 P 또는 P-Sp-를 함유한다.
화학식 M의 특히 바람직한 화합물은 다음의 기 정의를 갖는 화합물이다:
RMa 및 RMb는 각각, 서로 독립적으로, P, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF5 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지형 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자가 F, Cl, Br, I, CN, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고, 여기서 라디칼 RMa 및 RMb 중 하나 이상은 바람직하게는 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 함유하고,
AM1 및 AM2는 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 페난트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 플루오렌-2,7-다이일, 쿠마린, 플라본을 나타내고(이때 또한, 이들 기에서 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수있음), 사이클로헥산-1,4-다이일(이때 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 O 및/또는 S로 대체될 수 있음), 1,4-사이클로헥세닐렌, 바이사이클로[1.1.1]-펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 인단-2,5-다이일 또는 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일을 나타내고(여기서 이들 모든 기들은 비치환되거나 또는 L에 의해 단일- 또는 다치환될 수 있음),
L은 P, P-Sp-, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의적으로 치환된 실릴, 탄소수 6 내지 20의 임의적으로 치환된 아릴, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,
P는 중합성 기를 나타내고,
Y1은 할로겐을 나타내고,
Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 탄소수 6 내지 40의 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 탄소수 2 내지 40의 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.
RMa 및 RMb 중 하나 또는 둘 다가 P 또는 P-Sp-를 나타내는 화학식 M의 화합물이 매우 특히 바람직하다.
적합하고 바람직한 메소젠성 공단량체는 특히 PSA 디스플레이에 사용하기 위해 예를 들어 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pat00120
Figure pat00121
Figure pat00122
Figure pat00123
Figure pat00124
Figure pat00125
상기 식에서, 개별 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
P1, P2 및 P3은 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 P에 대해 상기 및 하기에 기재된 의미 중 하나를 갖는 중합성 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,
Sp1, Sp2 및 Sp3은 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 Sp에 대해 상기 및 하기에 기재된 의미 중 하나를 갖는 단일 결합 또는 스페이서 기이고, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-를 나타내고, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, 마지막으로 기재된 기들에서 인접한 고리와의 연결은 O 원자를 통해 일어나고,
여기서 또한, 라디칼 P1-Sp1-, P2-Sp2- 및 P3-Sp3- 중 하나 이상은 Raa를 나타내지만, 단, 존재하는 라디칼 P1-Sp1-, P2-Sp2- 및 P3-Sp3- 중 적어도 하나는 Raa를 나타내지 않고,
Raa는 H, F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지형 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-으로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 직쇄 또는 분지형, 임의적으로 단일- 또는 다중불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬, 알콕시, 알켄일 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고(여기서 알켄일및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 가지며 분지형 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 가짐),
R0 및 R00는 각각, 서로 독립적으로 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
Ry 및 Rz는 각각, 서로 독립적으로, H, F, CH3 또는 CF3를 나타내고,
X1, X2 및 X3은 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO- 또는 단일 결합을 나타내고,
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 CF2CF2-를 나타내고,
Z2 및 Z3은 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n-(이때, n은 2, 3 또는 4임)을 나타내고,
L은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN 또는 직쇄 또는 분지형, 임의적으로 단일- 또는 다중불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬, 알콕시, 알켄일 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 바람직하게는 F를 나타내고,
L' 및 L"은 각각, 서로 독립적으로, H, F 또는 Cl을 나타내고,
r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
t는 0, 1 또는 2를 나타내고,
x는 0 또는 1을 나타낸다.
화학식 M1 내지 M41의 화합물에서,
Figure pat00126
는 바람직하게는
Figure pat00127
Figure pat00128
이며,
상기 식에서,
L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 상기 또는 하기에 기재된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, C(CH3)3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5 또는 P-Sp-, 매우 바람직하게는 F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, COCH3, OCF3 또는 P-Sp-, 더욱 바람직하게는 F, Cl, CH3, OCH3, COCH3 또는 OCF3, 특히 F 또는 CH3를 나타낸다.
적합한 중합성 화합물은 또한 예를 들어 표 D에 열거되어 있다. 표 D에 열거된 하나 이상의 중합성 화합물을 함유하는 LC 혼합물이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 전체 0.1 내지 10%, 바람직하게는 0.2 내지 4.0%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2.0%의 중합성 화합물을 포함한다.
적어도 2종의 액정 화합물, 적어도 하나의 자가-정렬 첨가제, 화학식 I의 화합물 및 바람직하게는 화학식 M1 및/또는 화학식 M1 내지 M41로부터 선택되는 적어도 하나의 중합성 화합물의 조합은 저 임계 전압, 저 회전 점도, 매질에서의 매우 우수한 저온 안정성(LTS)을 제공하지만 동시에 높은 등명점 및 높은 VHR 값을 제공하며 임의의 정렬 층(예르 들어, 폴리이미드 층) 없이 VA 디스플레이에서의 설정 또는 프리-틸트 각을 가능하게 한다.
중합은 하나의 단계로 수행될 수 있다. 먼저, 제 1 단계에서 프리-틸트 각을 생성하기 위해, 그리고 이어서 제 2 중합 단계에서 인가된 전압 없이, 임의적으로 전압을 가하면서, 중합을 수행하여 제 1 단계에서는 반응하지 않은 화합물들을 중합하거나 가교결합시킬 수 있다("최종 경화").
적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들어 열중합 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV-유도된 광중합이며, 이는 상기 중합가능한 화합물을 UV 복사선에 노출시킴으로써 달성될 수 있다.
임의적으로, 하나 이상의 중합 개시제를 상기 액정 매질에 가할 수 있다. 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어 시판 광개시제 이르가큐어(Irgacure)651(등록상표), 이르가큐어184(등록상표), 이르가큐어907(등록상표), 이르가큐어369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure)1173(등록상표)(시바 아게(Ciba AG))이다. 중합 개시제가 사용되는 경우, 이의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물 및 성분은 개시제가 없는 중합에도 적합하며, 이는, 더 낮은 재료 비용 및 특히 가능한 잔량의 개시제에 의한 액정 매질의 더 적은 오염 또는 생성물의 더 적은 열화와 같은 상당한 이점을 수반한다. 따라서, 상기 중합은 개시제의 첨가 없이 수행될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은 중합 개시제를 함유하지 않는다.
상기 액정 매질은 또한, 예를 들어 저장 또는 수송 동안 RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있다. 예를 들어, 이르가녹스(Irganox, 등록상표) 시리즈(시바 아게)로부터의 시판 안정화제, 예를 들어 이르가녹스(등록상표) 1076이 특히 적합하다. 안정화제가 사용되는 경우, RM 또는 상기 중합가능한 성분(성분 A)의 총량을 기준으로 이의 비율은 바람직하게는 10 내지 500,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 50,000 ppm 범위이다.
그러나, 액정 매질은 바람직하게는 공-단량체, 키랄 도판트, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성제, 습윤제, 윤활제, 분산제, 소수성화제, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈기제, 희석제, 반응 희석제, 보조제, 착색제, 염료, 안료 및 나노입자를 포함하나 이들에 한정되지 않는 목록으로부터 선택되는 하나 이상의 추가적인 성분 또는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
액정 패널 및 디스플레이의 구조는 청색 또는 UV 광 하에서 형광을 나타내는 양자점을 포함하는 양자점 컬러 필터를 포함한다. 일반적으로 양자 크기의 반도체 물질은 "양자 구속(quantum confinement)" 효과로 인해 조정가능하고 날카롭고 선명한 색의 빛을 방출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 양자점은 반도체 나노결정 물질(양자점 물질)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 나노결정 또는 양자 크기 물질의 전체 구조의 길이는 2 nm 내지 20 nm 범위이고, 더욱 바람직하게는 3 nm 내지 10 nm 범위이다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 양자점 물질은 II-VI 족, III-V 족, IV-VI 족 반도체 및 이들 중 임의의 것들의 조합물을 포함한다(숫자는 원소 주기율표의 족을 나타낸다). 이러한 물질은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다.
양자점 물질이 임의의 코어/쉘 구조를 갖지 않는 경우, 반도체 나노결정은 바람직하게는 InP, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSeS, ZnTe, ZnO, InPZnS, InPZn, Cu2(ZnSn)S4으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 나노 크기의 발광 물질은 코어/쉘 구조를 포함한다.
본 발명에 따라, "코어/쉘 구조"라는 용어는 코어 부분 및 상기 코어를 덮는 하나 이상의 쉘 부분을 갖는 구조를 의미한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 코어/쉘 구조는 코어/하나의 쉘 층 구조, 코어/이중 쉘 구조, 또는 코어/다중-셀 구조일 수 있다.
보다 바람직하게는, 나노 크기의 발광 물질(120)의 코어는 Cds, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSeS, ZnTe, ZnO, GaAs, GaP, GaAs, GaSb, HgS, HgSe, HgSe, HgTe, InAs, InP, InPZnS, InPZn, InSb, AlAs, AlP, AlSb, Cu2S, Cu2Se, CuInS2, CuInSe2, Cu2(ZnSn)S4, Cu2(InGa)S4, TiO2 합금 및 이들 중 임의의 것들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 쉘은 II-VI, III-V 또는 IV-VI 반도체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예를 들어, 적색 발광의 경우, CdSe/CdS, CdSeS/CdZnS, CdSeS/CdS/ZnS, ZnSe/CdS, CdSe/ZnS, InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/ZnSe/ZnS, InPZn/ZnS, InPZn/ZnSe/ZnS 점 또는 막대, ZnSe/CdS, ZnSe/ZnS 또는 이들 중 임의의 것들의 조합물이 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 녹색 발광의 경우, CdSe/CdS, CdSeS/CdZnS, CdSeS/CdS/ZnS, ZnSe/CdS, CdSe/ZnS, InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/ZnSe/ZnS, InPZn/ZnS, InPZn/ZnSe/ZnS, ZnSe/CdS, ZnSe/ZnS 또는 이들 중 임의의 것들의 조합물이 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 광원(110) 및 디스플레이 패널(120 내지 160)로 구성된 전기-광학 RGB 디스플레이 요소를 도시한다. 도 1에서, 하기 요소들은 참조 번호로 도시된다:
100: 액정 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널의 조명을 위한 광원으로서의 백라이트
120: 제 1 투명 기판
130: 투명 화소 전극
135: 투명 공통 전극
140: 액정 매질 층
152: 적색 컬러 필터
153: 적색 QD 컬러 변환기
154: 녹색 컬러 필터
155: 녹색 QD 컬러 변환기
156: 임의적으로 청색 백라이트로 인해 무색인 청색 컬러 필터
151: 흑색 매트릭스
160: 제 2 투명 기판
하기의 실시예는 비제한적으로 본 발명을 설명하는 것으로 의도된다. 상기 및 하기에서, % 데이터는 중량%이고, 모든 온도는 섭씨 온도로 기재된다.
본원 전체에 걸쳐 및 작업 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 두문자어에 의해 제시된다. 달리 언급되지 않는 한, 화학식으로의 전환은 하기 표 1 내지 3에 딸 수행된다. 모든 라디칼 CnH2n+1, CmH2m+1 및 Cm'H2m'+1 또는 CnH2n 및 CmH2m은, 각각의 경우 n, m, m' 또는 z개의 C 원자를 갖는, 각각 직쇄 알킬 라디칼 또는 알킬렌 라디칼이다. n, m, m' 및 z는 각각, 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타낸다. 하기 표 1에는 각각의 화합물의 고리 요소가 코드화되며, 하기 표 2에는, 가교(bridging) 일원이 열거되고, 표 3에는 화합물의 좌측 또는 우측 측쇄에 대한 기호의 의미가 제시된다.
표 1: 고리 요소
Figure pat00129
Figure pat00130
표 2: 가교 요소
Figure pat00131
표 3: 측쇄
Figure pat00132
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 혼합물은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 표 A에 열거된 화합물로부터 선택된 2종 이상의 화합물을 함유한다.
하기 약어가 사용된다:
n, m, m', 및 z는 각각, 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
-(O)CmH2m+1은 OCmH2m+1 또는 CmH2m+1을 나타낸다.
표 A
Figure pat00133
Figure pat00134
Figure pat00135
Figure pat00136
Figure pat00137
Figure pat00138
Figure pat00139
Figure pat00140
Figure pat00141
Figure pat00142
Figure pat00143
Figure pat00144
Figure pat00145
Figure pat00146
Figure pat00147
Figure pat00148
Figure pat00149
Figure pat00150
Figure pat00151
Figure pat00152
Figure pat00153
Figure pat00154
Figure pat00155
Figure pat00156
본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 혼합물은 그 자체로 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 목적하는 양의 성분이, 유리하게는 승온에서, 주요 구성요소를 구성하는 성분에 용해된다. 유기 용매(예컨대, 아세톤, 클로로폼 또는 메탄올) 중의 성분들의 용액을 혼합하고, 완전히 혼합한 후, 예를 들어 증류에 의해, 다시 용매를 제거하는 것도 가능하다.
적합한 첨가제에 의해, 본 발명에 따른 액정 상은, 예를 들어, 최신인 것으로 개시된 임의의 유형의 ECB, VAN, GH 또는 ASM-VA, PS-VA, PM-VA, HT-VA, VA-IPS LCD 디스플레이에 사용될 수 있는 방식으로 개질될 수 있다.
유전체(dielectrics)는 또한 당업자에게 공지되고 문헌에 기재된 추가의 첨가제, 예컨대 UV 흡수제, 산화방지제, 나노입자 및 자유-라디칼 소거제를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 0 내지 15%의 다색성 염료, 안정화제 또는 키랄 도판트가 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 혼합물에 적합한 안정화제는 특히 하기 표 C에 열거된 것들이다.
예를 들어, 0 내지 15%의 다색성 염료가 첨가될 수 있고, 또한 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보라네이트 또는 크라운 에터의 착체 염(예컨대, 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Volume 24, pages 249-258 (1973)] 참조)이 네마틱 상의 유전체 이방성, 점도 및/또는 정렬을 개질하기 위해 첨가될 수 있다. 이런 유형의 물질은 예컨대 독일 특허 출원 제 22 09 127 호, 제 22 40 864 호, 제 23 21 632 호, 제 23 38 281 호, 제 24 50 088 호, 제 26 37 430 호 및 제 28 53 728 호에 기재되어 있다.
하기 표 B는 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 가능한 도판트를 도시한다. 혼합물이 도판트를 포함하는 경우, 이는 0.01 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량%의 양으로 첨가된다.
표 B
Figure pat00157
Figure pat00158
예를 들어 본 발명에 따른 혼합물에 혼합물의 전체 양을 기준으로 10 중량% 이하, 바람직하게는 0.01 내지 6 중량%, 특히 0.1 내지 3 중량%의 양으로 첨가될 수 있는 안정화제가 하기 표 C에 도시되어 있다. 바람직한 안정화제는 특히 BHT 유도체 예를 들어 2,6-다이-3급-부틸-4-알킬페놀, 및 티누빈(Tinuvin)® 770뿐만 아니라 티누빈 P 및 T 템폴(Tempol)이다.
표 C
(n= 1 내지 12)
Figure pat00159
Figure pat00160
Figure pat00161
Figure pat00162
Figure pat00163
본 발명에 따른 혼합물, 바람직하게는 PSA 및 PS-VA 적용례에서 사용하기에 바람직한 반응성 메소젠(중합성 화합물)을하기 하기 표 D에 나타내었다:
표 D
Figure pat00164
Figure pat00165
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
Figure pat00170
Figure pat00171
Figure pat00172
Figure pat00173
Figure pat00174
Figure pat00175
Figure pat00176
Figure pat00177
실시예
하기의 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 설명하기 위한 것이다. 실시예에서, m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 액정 물질의 등명점(℃)을 나타내고, 비점은 b.p.로 나타낸다.
또한, C는 결정질 구체 상태를 나타내고, S는 스멕틱 상을 나타내고(지수는 상 유형을 나타냄), N은 네마틱 상태를 나타내고, Ch는 콜레스테릭 상을 나타내고, I는 등방성 상을 나타내고, Tg는 유리 전이 온도를 나타낸다. 2개의 기호들 간의 숫자는, 전이 온도(℃)를 나타낸다.
실시예 1
3-{5-[2-에틸-4-(4-펜틸페닐)페닐]-2-[4-하이드록시-3-(하이드록시메틸)부톡시]-3-{3-[(2-메틸프로프-2-에노일]프로필}페닐}-프로필 2-메틸프로프-2-에노에이트(1)의 합성
Figure pat00178
첨가제는 WO 2017/041893에 제공된 바와 같이 제조된다.
상: Tg -33 K 26 I
하기 실시예에서,
V0는 20℃에서의 용량성 문턱 전압[V]을 나타내고,
Δn은 20℃ 및 589 nm에서 측정된 광학 이방성을 나타내고,
Δε은 20℃ 및 1kHz에서의 유전체 이방성을 나타내고,
cl.p.는 등명점[℃]을 나타내고,
K1은 20℃에서의 "스플레이(splay)" 변형성 탄성 상수[pN]를 나타내고,
K3은 20℃에서의 "굽힘(bend)" 변형성 탄성 상수[pN]를 나타내고,
γ1은 자기장에서 회전 방법에 의해 결정되는 20℃에서 측정된 회전 점도를 나타내고,
LTS는 시험 셀에서 측정되는 저온 안정성(네마틱 상)을 나타낸다.
문턱 전압의 측정을 위해 사용된 디스플레이는 20㎛로 분리된 2개의 평면-평행한 외측 판 및 상기 외측 판의 내부에 있으며 액정의 호메오트로픽 정렬을 형성시키는 JALS-2096의 상부 정렬 층을 갖는 전극 층을 갖는다.
본원에서 모든 농도는 달리 명시되지 않는 한 상응하는 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다. 모든 물리적 특성은 달리 명시되지 않는 한 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status November 1997, Merck KGaA, Ger-many]에 기재된 바와 같이 결정되며 20℃의 온도에서 적용된다.
달리 명시되지 않는 한, 부 또는 % 데이터는 중량부 또는 중량%를 의미한다.
중합성 화합물은 디스플레이에 동시에 인가되는 전압(일반적으로 10 V 내지 30 V 교류 전류, 1kHz)과 함께 지정된 시간 동안 정의된 강도의 UVA 광으로 조사함으로써 디스플레이 또는 테스트 셀에서 중합된다. 실시예에서, 달리 명시하지 않는 한, 금속 할라이드 램프 및 100 mW/cm2의 강도가 중합에 사용된다. 강도는 표준 UVA 미터(UVA 센서를 갖는 횐레 UV-미터 하이 엔드(Hoenle UV-meter high end))를 사용하여 측정된다.
틸트 각은 결정 회전 실험(오트로닉-멜처스(Autronic-Melchers) TBA-105)에 의해 결정된다. 낮은 값(즉, 90° 각으로부터 큰 편차)은 본원에서 큰 경사에 해당한다.
VHR 값은 다음과 같이 측정된다: 0.3%의 중합성 단량체성 화합물을 LC 호스트 혼합물에 첨가하고, 생성 혼합액을 VA-VHR 테스트 셀에 주입한다. VHR 값은 1 V, 60 Hz, 64μs 펄스(측정 기기: 오트로닉-멜처스 VHRM-105)에서 UV 노출 전후 60℃에서 5분 후에 측정된다.
혼합물 실시예
본 발명에 따른 실시예의 제조를 위해, 하기 호스트 혼합물 H1 내지 H14가 사용된다:
H1 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00179
H2 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00180
H3 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00181
H4 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00182
H5 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00183
H6 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00184
H7 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00185
H8 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00186
H9 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00187
H10 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00188
H11 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00189
H12 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00190
H13 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00191
H14 : 네마틱 호스트-혼합물(Δε< 0)
Figure pat00192
용도 실시예
상기 호스트 혼합물과 함께 하기의 정렬 첨가제가 사용된다:
Figure pat00193
(EP 2918658에 기재된 바와 같이 제조됨)
Figure pat00194
Figure pat00195
Figure pat00196
모두 화합물 II-2와 유사하게 제조된다.
각각의 호스트 혼합물 H1 내지 H14에 임의적으로 안정화제가 첨가된다.
혼합물 실시예
본 발명에 따른 LC 매질은 기재된 정렬 첨가제 및 예비중합체(RM)를 첨가하고 균질화함으로써 하기 표에 따라 상기 호스트 혼합물 H1 내지 H14 각각으로 제조된다.
표. 혼합물 실시예 M1 내지 M28의 조성(모든 백분율은 전체 혼합물을 기준으로 한 중량% 임)
Figure pat00197
생성 혼합물을 균질화하고 "정렬-부재" 테스트 셀 내로 충전했다(셀 두께 d 약 4.0 μm, 양면 ITO 코팅(다중-도메인 스위칭의 경우 구조화된 ITO), 정렬 층 없음 및 부동태 층 없음).
LC-혼합물은 기판의 표면에 대해 자발적으로 호메오트로픽(수직) 배향을 나타낸다. 배향은 각각의 호스트 혼합물 H1의 등명점까지 상승된 온도에 대해 안정하다. 생성된 VA-셀은 가역적으로 스위칭될 수 있다. 교차 편광기는 스위칭 동작을 시각화하기 위해 적용된다.
화학식 II-1 내지 II-3의 화합물과 같은 정렬 첨가제를 사용함으로써, 어떠한 종류의 디스플레이 기술에 대해서도 수직 배향을 위해 정렬 층이 필요하지 않다(예를 들어, PI 코팅 없음).
LC 혼합물의 중합체 안정화
생성된 VA-셀은 2 단계 공정(단계 1: 프리-틸트 생성을 위한 120 s(6 J) 동안 고압 수은 램프, 50 mW/cm2, 단계 2: 중합체 안정화를 위해 80분 동안 형광 램프(유형 C))에서 UV-광으로 중합된다. 중합성 유도체가 중합되어 결과적으로 호메오트로픽 자가-배향이 안정화되고 혼합물의 틸트가 조정된다. 생성된 PSA-VA-셀은 고온에서도 가역적으로 스위칭될 수 있다. 스위칭 시간은 중합되지 않은 시스템에 비해 감소한다.
자발적 중합을 방지하기 위해 이가녹스(Irganox)® 1076(BASF)과 같은 첨가제 (예를 들어 0.001%)를 첨가할 수 있다. 혼합물의 손상을 방지하기 위해 중합 중에 UV-컷(cut) 필터(예를 들어 340 nm 롱-패스-필터(long-pass-filter))를 사용할 수 있다.
상기 중합되지 않은 셀에서와 같이, 수직 정렬을 유지하기 위해 정렬 층이 필요하지 않다.
컬러 필터 안정성 시험
양자점(시판되는 CdSe/CdS 코어-쉘 입자)을 포함하는 컬러 필터 층이 액정 매질로 충전되기 전에 VA-셀의 기판의 외부 표면에 적용된다.
컬러 필터가 구비된 셀은 상기 매질(M1)로 충전되고 전술한 중합체 안정화 절차에 따라 중합된다.
컬러 필터의 양자 수율은 UV 중합 절차 전후에 분석된다. 양자 수율은 94%에서 변함이 없다.
그 후, 120℃에서 1분간의 가열 단계가 테스트 셀에 적용된다(엣지 밀봉을 위한 전형적인 가열).
양자 수율은 82%로 분석된다.
컬러 필터 층이 있는 또 다른 테스트 셀에서는 230℃에서 15분 동안 핫-플레이트 상에서의 베이킹 단계를 적용한다 (폴리이미드를 위한 전형적인 가열).
양자 수율을 분석한다. 형광은 가시적으로 사라졌으며, 이는 동일한 기판 상에서 폴리이미드와 QD 컬러 필터를 처리하는 것이 유리하지 않음을 나타낸다.
통합형 컬러 필터의 열 부하는 폴리이미드를 대신하여 자가-정렬 첨가제의 도입으로 크게 감소하여 열에 민감한 QD 컬러 필터를 사용할 수 있게 한다.
투과율 측정
본 발명 M1에 따른 액정 매질은 청색 백라이트를 사용하는 투과율에 대해 Δn(589 nm)의 값이 0.11인 종래의 매질와 비교된다. 다른 파라미터 Δε, γ1, K3 및 등명점은 일정하게 유지된다.
다양한 전압에서의 투과율 측정은 청색 광을 사용하여 VA 테스트 셀(일본 메르크 리미티드(Merck Ltd.); 3μm 셀 갭, 틸트 각 1°)에서 수행된다. 청색 광은 450 nm(±30 nm) 밴드 패스 필터가 장착된 백색 광 LCD 백라이트를 사용하여 생성된다. 투과율은 휘도 비색계(RD-80S, 탑콘(Topcon), 일본)를 사용하여 측정한다. 결과를 하기 표에 나타내었다.
Figure pat00198
온-상태에서, 본 발명에 따른 혼합물 M-1은 청색 백라이트를 갖는 디스플레이에 사용되는 경우에 종래의 혼합물에 비해 향상된 투과율을 나타낸다. 혼합물 M-1은 청색 광과 함께 사용하는 것이 유리함이 명백하다.

Claims (20)

  1. 본 발명은 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제를 포함하는 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질로서, 이때
    상기 정렬 첨가제가 둘 이상의 고리 및 극성 앵커(anchor) 기를 갖는 분자 유기 화합물이고,
    상기 정렬 첨가제가 하나 이상의 중합성(polymerizable) 기를 가질 수 있거나 또는 상기 정렬 첨가제가 상기 유기 화합물을 중합된 형태로 포함하는 중합체이고,
    상기 액정 매질이 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 20 중량% 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00199

    상기 식에서,
    R1은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬이고, 여기서 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 대체될 수 있고,
    R2는 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬이고, 여기서 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 대체될 수 있다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 매질이, 하나 이상의 중합성 기를 분자 화학식 내에 포함하는 자가-정렬 첨가제를 포함하거나 또는 상기 매질이, 상기 자가-정렬 첨가제를 중합된 형태로 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정 매질이, 하나 이상의 추가적인 중합성 화합물을 포함하거나 또는 상기 화합물을 중합된 형태로 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 매질이, 하기 화학식 I-A 및 I-B로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 20 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00200

    상기 식에서,
    R1은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기이고,
    R2는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬이다.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제가 하기 화학식 II를 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00201

    상기 식에서,
    MES는, 둘 이상의 고리 및 임의적으로 하나 이상의 중합성 기를 포함하는 메소젠성 기이고,
    RA는 극성 앵커 기이다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제가 하기 화학식 IIa를 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00202

    상기 식에서,
    A1, A2는 각각, 서로 독립적으로, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로사이클릭 기를 나타내고, 이는 또한 융합 고리를 함유할 수 있고 또한 L 및 -Sp-P 기들 중 어느 하나에 의해 단일치환 또는 다치환될 수 있고,
    L은 각각의 경우, 서로 독립적으로, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R0)2, -C(=O)R0, 임의적으로 치화된 실릴, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 사이클로알킬, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 여기서, 또한 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있고,
    P는 중합성 기를 나타내고,
    Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
    Z2는 각각의 경우, 서로 독립적으로, 단일 결합, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)-, 또는 -CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-를 나타내고,
    n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
    m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
    R0는 각각의 경우, 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
    R00은 각각의 경우, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
    R1은 서로 독립적으로, H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬(여기서, 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S- -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음), 또는 -Sp-P 기를 나타내고,
    Ra는, -OH, -NH2, NHR11, C(O)OH 및 -CHO(여기서, R11은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타냄)로부터 선택되는 하나 이상의 기를 갖는 극성 앵커 기를 나타낸다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자가-정렬 첨가제가, 하기 화학식들로부터 선택되는 앵커 기 RA 또는 Ra를 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00203

    또는
    Figure pat00204

    상기 식에서,
    p는 1 또는 2를 나타내고,
    q는 2 또는 3을 나타내고,
    B는 치환되거나 비치환된 고리 시스템 또는 축합 고리 시스템을 나타내고,
    Y는, 서로 독립적으로, -O-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -NR11- 또는 단일 결합을 나타내고,
    o는 0 또는 1을 나타내고,
    X1은, 서로 독립적으로, H, 알킬, 플루오로알킬, OH, NH2, NHR11, NR11 2, -SH, OR11, C(O)OH, 또는 -CHO를 나타내고, 여기서 하나 이상의 기 X1은 -OH, -NH2, NHR11, -SH, C(O)OH 및 -CHO로부터 선택되는 라디칼을 나타내고,
    R11은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
    Spa, Spc, Spd는 각각, 서로 독립적으로, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
    Spb는 3가 또는 4가 기를 나타낸다.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 I의 화합물이 하기 화학식 I-A1 내지 I-B4의 화합물 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00205
    .
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제가 하기 화학식 II-A 내지 II-D의 화합물 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00206

    Figure pat00207

    상기 식에서,
    R1, Ra, A2, Z1, Z2, Sp 및 P는 제 6 항에서 화학식 IIa에 대해 정의된 바와 같은 의미를 갖고,
    L1, L2는 독립적으로 제 6 항에서 L로서 정의되고,
    r1, r2는 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 매질이, 589 nm의 파장에서 0.085 이하의 광학 이방성을 갖거나, 또는 450 nm의 파장에서 0.095 이하의 광학 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 매질이, 전체 매질을 기준으로 제 4 항에 정의된 하나 이상의 화학식 I-A의 화합물을 6 중량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가적인 중합성 화합물이 하기 화학식 M의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    RMa-AM1-(ZM1-AM2)m1-RMb M
    상기 식에서,
    RMa 및 RMb는 각각, 서로 독립적으로, P, P-Sp-, H, 할로겐, SF5, NO2, 알킬, 알켄일 또는 알킨일 기를 나타내고, 이때 라디칼 RMa 및 RMb 중 적어도 하나는 바람직하게는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 함유하고,
    P는 중합성 기를 나타내고,
    Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
    AM1 및 AM2는 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 4 내지 25개의 고리 원자, 바람직하게는 탄소 원자를 갖는, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로사이클릭 기를 나타내고, 이는 또한 융합 고리를 포함하거나 함유하고 임의적으로 L에 의해 단일- 또는 다치환될 수 있고,
    L은 P, P-Sp-, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의적으로 치환된 실릴, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 P, P-Sp-, H, 할로겐, SF5, NO2, 알킬, 알켄일 또는 알킨일 기를 나타내며,
    Y1은 할로겐을 나타내고,
    ZM1은 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 또는 단일 결합을 나타내고,
    R0 및 R00은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
    Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비-인접한 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있음), 6 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 2 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타내고,
    m1은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
    n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
    이때, RMa, RMb 및 존재하는 치환체 L로부터의 하나 이상, 바람직하게는 하나, 두 개 또는 세 개, 특히 바람직하게는 하나 또는 두 개는 기 P 또는 P-Sp-를 나타내거나 하나 이상의 기 P 또는 P-Sp-를 함유한다.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 매질이, 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pat00208

    상기 식에서,
    R2A, R2B는 각각, 서로 독립적으로, H, 또는 비치환되거나 CN 또는 CF3로 단일치환되거나 할로겐으로 적어도 단일치환된 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼에서 하나 이상의 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-,
    Figure pat00209
    , -C≡C-, -CF2O-, -OCF2-, -OC-O- 또는 -O-CO-로 대체되고,
    L1 내지 L4는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, CF3 또는 OCHF2를 나타내고,
    Z2 및 Z2'는 각각, 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O-를 나타내고,
    (O)CvH2v+1은 OCvH2v+1 또는 CvH2v+1을 나타내고,
    v는 1 내지 6을 나타낸다.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합가능한 화합물이 중합된 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법으로서,
    하나 이상의 자가-정렬 첨가제를, 제 1 항에 정의된 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 둘 이상의 액정 화합물, 및 임의적으로 하나 이상의 중합성 화합물 및 임의적으로 하나 이상의 추가적인 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의, ECB, VA 또는 PS-VA 모드의 전기-광학 디스플레이에서 상기 매질을 자가-정렬시키기 위한 용도.
  17. 양자점(quantum dot)을 포함하는 색 변환 컬러 필터를 갖는 액정 디스플레이 패널로서,
    상기 패널이, 유전체로서 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질을 함유하고,
    상기 액정 매질이 수직 정렬을 위한 자가-정렬 첨가제를 포함하고,
    상기 정렬 첨가제가, 둘 이상의 고리 및 극성 앵커 기를 갖는 분자 화합물이고,
    상기 정렬 첨가제가 하나 이상의 중합성 기를 가질 수 있거나, 또는 상기 정렬 첨가제가 상기 첨가제를 중합된 형태로 포함하는 중합체인, 액정 디스플레이 패널.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 유전체로서 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 패널.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 따른 액정 디스플레이 패널, 및
    청색 또는 UV 광의 범위에서 중심 최대 방출을 갖는, 상기 패널을 조명하기 위한 백라이트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-광학 디스플레이.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 기판이 광 투명성인 2개의 기판,
    각각의 기판상에 제공된 전극, 또는 하나의 기판상에만 제공된 2개의 전극, 및
    상기 기판들 사이에 위치된, 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 정의된 액정 매질의 층
    을 포함하고, 이때 상기 중합성 화합물이 중합된 것인, 전기-광학 디스플레이.
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