KR20210003836A - 액정 혼합물 및 액정 디스플레이 - Google Patents

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KR20210003836A
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라르스 리차우
시몬 지미아노브스키
이즈미 사이토
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메르크 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00339

상기 식에서, R11, R21, A11, A, Z, X11, X21, Y11, Y12, Sp11, Sp21, o 및 p는 청구범위 제 1 항에 제시된 의미 중 하나를 가진다.
본 발명은 또한, 화학식 I의 화합물의 제조 방법, 상기 화합물의 액정 매질에서의 용도 및 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 액정 매질에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 액정 매질의 제조 방법, 상기 매질의 액정 장치에서의 용도, 및 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 액정 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 액정 디스플레이의 제조 방법, 및 상기 액정 디스플레이의 제조를 위한 본 발명에 따른 액정 혼합물의 용도에 관한 것이다.

Description

액정 혼합물 및 액정 디스플레이
본 발명은 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00001
상기 식에서, R11, R21, A11, A, Z, X11, X21, Y11, Y12, Sp11, Sp21, o 및 p는 청구범위 제 1 항에 제시된 의미 중 하나를 가진다.
본 발명은 또한, 화학식 I의 화합물의 제조 방법, 상기 화합물의 액정 매질에서 용도, 및 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 액정 매질에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 액정 매질의 제조 방법, 상기 매질의 액정 장치에서의 용도, 및 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 액정 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 액정 디스플레이의 제조 방법, 및 상기 액정 디스플레이의 제조를 위한 본 발명에 따른 액정 혼합물의 용도에 관한 것이다.
액정 매질은 정보 표시를 위하여 수십년 동안 전광(electro-optical) 디스플레이에 사용되었다. 현재 사용되고 있는 액정 디스플레이는 대개 TN("비틀린 네마틱") 유형의 디스플레이이다. 그러나, 상기 디스플레이는 콘트라스트(contrast)의 시야각 의존성이 강하다는 단점을 가진다.
또한, 더 넓은 시야각을 갖는 소위 VA(수직 정렬) 디스플레이가 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀(cell)은, 2개의 투명 전극 사이에, 일반적으로 음의 유전(DC) 이방성 값을 갖는 액정 매질의 층을 함유한다. 스위치-오프(switch-off) 상태에서, LC 층의 분자들은 전극 표면에 대하여 직각으로(호메오트로픽하게(homeotropically)) 정렬되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 가진다. 두 전극에 전압을 인가하였을 때, 전극 표면들에 평행하게 LC 분자들이 재정렬된다. 또한, 소위 IPS("평면 내 스위칭") 디스플레이 및 이후의 FFS("프린지-필드 스위칭") 디스플레이가 보고되었으며(특히, 문헌[S.H. Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028] 참조), 이는, 동일한 기판 상의 2개의 전극(이들 중 하나는 빗형 방식으로 구조화되고 나머지 하나는 비-구조화됨)을 포함한다. 이에 의해, 강한, 소위 "프린지 필드"(즉, 전극의 가장자리에 인접한 강한 전계), 및 셀 전체에 걸쳐, 강한 수직 성분과 강한 수평 성분 둘 다를 갖는 강한 전계가 생성된다. FFS 디스플레이는 콘트라스트의 시야각 의존성이 낮다. FFS 디스플레이는 일반적으로, 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질, 및 액정 매질의 분자들에 평면 정렬을 제공하는 정렬 층(일반적으로 폴리이미드)을 함유한다.
또한, FFS 디스플레이와 유사한 전극 설계 및 층 두께를 갖지만, 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질 대신 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질의 층을 포함하는 FFS 디스플레이가 개시되었다(문헌[S.H. Lee et al., Appl. Phys. Lett. 73(20), 1998, 2882-2883] 및 문헌[S.H. Lee et al., 액정s 39(9), 2012, 1141-1148] 참조). 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질은 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 비해, 더 작은 경사 및 더 많은 비틀린 배향을 갖는 더 우호적인 방향자 배향을 나타내며, 그 결과, 이러한 디스플레이는 더 높은 투과율을 가진다.
다른 개발은 소위 PS(중합체 지속된) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 디스플레이이며, 이를 위해 용어 "중합체 안정화된"도 종종 사용된다. PSA 디스플레이는, 다른 매개변수(예컨대, 특히, 콘트라스트의 우호적인 시야각 의존성)에 대한 상당히 부정적인 영향 없이 응답 시간을 단축시키는 것으로 구별된다.
상기 디스플레이에서는, 소량(예를 들어, 0.3 중량%, 전형적으로 1 중량% 미만)의 하나 이상의 중합가능 화합물(들)을 액정 매질에 가하고, LC 셀에 도입한 후, 전압을 인가하거나 인가하지 않고, 전극들 사이에서 일반적으로 UV 광중합에 의해 동일 반응계 내에서 가교결합시킨다. 중합가능 메소젠성 또는 액정 화합물(반응성 메소젠 또는 "RM"으로도 공지됨)을 액정 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 판명되었다. 지금까지의 PSA 기술은, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 주로 사용되었다.
달리 제시되지 않는 한, 용어 "PSA"는 하기에서 PS 디스플레이 및 PSA 디스플레이의 대표로서 사용된다.
한편, PSA 원리는 다양한 전통적인 LC 디스플레이에 사용되고 있다. 이에 따라, 예를 들면 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS 및 PSA-TN 디스플레이가 공지되어 있다. 상기 중합가능 화합물(들)의 중합은 바람직하게는 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하여 수행되고, PSA-IPS 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하거나 인가하지 않고 수행된다. 시험 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PS(A) 방법은 셀 내에 "선경사"를 생성시킨다. PSA-OCB 디스플레이의 경우, 예를 들어, 오프셋(offset) 전압이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조를 안정화시킬 수 있다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 이러한 선경사는 응답 시간에 대해 긍정적인 영향을 준다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 또한, 예를 들어 단지 하나의 구조화된 전극 면만을 갖고 돌출부는 갖지 않도록 조작하는 것이 가능하며, 이는, 제조를 상당히 단순화시키는 동시에 매우 우수한 콘트라스트와 함께 매우 우수한 투과율을 제공할 수 있다.
PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면 일본 특허 출원 제 10-036847 A 호, 유럽 특허 출원 제 1 170 626 A2 호, 미국 특허 제 6,861,107 호, 미국 특허 제 7,169,449 호, 미국 특허 출원 공개 제 2004/0191428 A1 호, 미국 특허 출원 공개 제 2006/0066793 A1 호 및 미국 특허 출원 공개 제 2006/0103804 A1 호에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면 문헌[T. -J-. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704] 및 문헌[S. H. Kim, L. -C-. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PSA-IPS 디스플레이는, 예를 들면 미국 특허 제 6,177,972 호 및 문헌[Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PSA-TN 디스플레이는, 예를 들면 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다. PSA-VA-IPS 디스플레이는, 예를 들면 국제 특허 출원 공개 제 WO 2010/089092 A1 호에 개시되어 있다.
전술된 통상의 LC 디스플레이와 마찬가지로, PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 구동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 일반적으로 집적된 비-선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예컨대, 박막 트랜지스터("TFT"))에 의해 어드레싱되고, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 멀티플렉스 방법에 의해 어드레싱되며, 이들 방법은 둘 다 종래 기술로부터 공지되어 있다.
종래 기술에서는, 예를 들어 하기 구조식의 중합가능 화합물이 PSA-VA에 사용되었다:
Figure pct00002
상기 식에서, P는 중합가능 기, 예를 들어 미국 특허 제 7,169,449 호에 기술된 바와 같이, 일반적으로 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타낸다.
전술된 선경사를 유도하는 중합체 층 아래에서, 배향 층(일반적으로, 폴리이미드)은, 제조 공정의 중합체 안정화 단계에 관계 없이, 액정의 초기 정렬을 제공한다.
폴리이미드 층의 제조, 상기 층의 처리, 및 범프(bump) 또는 중합체 층을 사용한 개선을 위한 노력이 상대적으로 대단한다. 따라서, 한편으로는 제조 비용을 낮추면서, 다른 한편으로는 이미지 품질(시야각 의존성, 콘트라스트, 또는 응답 시간)을 최적화하는 것을 돕는 간소화 기술이 바람직할 것이다. 러빙된 폴리이미드는, 액정을 정렬시키기 위해 오랜 동안 사용되어 왔다. 러빙 공정은 무라, 오염, 정전기 문제, 잔해물(debris) 등의 수많은 문제를 유발한다.
광정렬은, 러빙을 정렬 표면의 광-유도된 배향 정렬로 대체함으로써 러빙을 피하는, 액정(LC) 정렬을 달성하기 위한 기술이다. 이는, 편광된 광에 의한 광분해, 광이량체화 및 광이성질체화의 메커니즘을 통해 달성될 수 있다(문헌[N.A. Clark et al. Langmuir 2010, 26(22), 17482-17488] 및 이의 인용 문헌 참조). 그러나, 광반응성 기를 포함하는 적합하게 유도체화된 폴리이미드 층이 여전히 필요하다. 추가의 개선점은, 폴리이미드의 사용을 완전히 피하는 것일 것이다. VA 디스플레이의 경우, 이는, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2012/104008 호 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 2012/038026 호에 개시된 바와 같이 자가-조립 메커니즘에 의해 동일 반응계 내에서 호메오트로픽 정렬을 유도하는 자가-정렬제를 액정에 가함으로써 달성되었다.
문헌[N.A. Clark et al. Langmuir 2010, 26(22), 17482-17488]은, 하기 구조의 화합물을 기판 상에 자가-조립하여, 액정의 수평(homogeneous) 정렬을 유도하도록 광정렬될 수 있는 단층을 제공하는 것이 가능함을 보여주었다:
Figure pct00003
.
그러나, LC 셀의 제조 이전에 자가-조립의 별도의 단계가 필요하며, 아조-기의 성질은 광에 노출시 정렬의 비가역성을 유발한다.
광정렬이 가능한 것으로 공지된 또다른 작용 기는 페닐에텐일카보닐옥시 기(신나메이트)이다. 예를 들어, 유럽 특허 제 0763552 호에 개시된 바와 같은 하기 구조의 광-가교결합가능 신나메이트는 종래 기술로부터 공지되어 있다:
Figure pct00004
.
상기 화합물로부터, 예를 들어 하기 구조의 중합체가 수득될 수 있다:
Figure pct00005
.
상기 물질은, 국제 특허 출원 공개 제 WO 99/49360 호에 개시된 바와 같은 광정렬 방법에 사용되어, 액정을 위한 배향 층을 제공하였다. 상기 방법에 의해 수득된 배향 층의 단점은, 상기 층이 폴리이미드에 비해 더 낮은 전압 보전율(VHR)을 제공한다는 것이다.
국제 특허 출원 공개 제 WO 00/05189 호에는, 예를 들어 광학 위상차판(retarder)을 위한, 중합가능한 액정 혼합물에 사용하기 위한 중합가능한 이반응성 메소젠성 신나메이트가 개시되어 있다:
Figure pct00006
.
영국 특허 출원 제 2 306 470 A 호에는, 액정 중합체 필름 중의 성분으로서 사용하기 위한, 2개의 신남산 잔기를 포함하는 구조적으로 관련된 하기 구조식의 화합물이 개시되어 있다:
Figure pct00007
.
상기 유형의 화합물은 광정렬제로서의 용도로 사용되지 않거나 제안되지 않았다.
패턴화된 위상차판을 위한 액정 중합체의 분야에서, 매우 유사한 화합물이 문헌[B.M.I. van der Zande et al., Liquid Crystals, Vol. 33, No. 6, June 2006, 723-737]에 공개되어 있으며, 이는 하기 구조를 가진다:
Figure pct00008
.
국제 특허 출원 공개 제 WO 2017/102068 A1 호는, 무-폴리이미드 수평 광정렬 방법을 목적으로 동일한 구조를 개시하고 있다.
또한, 리(M.H. Lee) 등은 문헌[액정s (https://doi.org/10.1080/02678292.2018.1441459)]에서, 하기 구조식의 신나메이트 잔기를 함유하는 중합가능 액정에 의해 유도된 무-폴리이미드 수평 광정렬 방법을 공개하였다:
Figure pct00009
.
따라서, 동일 반응계 내에서(즉, 디스플레이의 조립 후), 선형 편광된 광을 통해 액정 혼합물의 광정렬을 가능하게 하는 신규한 광반응성 메소젠이 매우 요구된다.
상기 요구 사항에 더하여, 대응하는 광반응성 메소젠은, 바람직하게는 동시에, 유리하게 높은 암 상태 및 유리하게 높은 전압 보전율(holding ratio)을 갖는 액정 디스플레이를 제공해야 한다. 또한, 네마틱 액정 매질에서 광반응성 메소젠의 양은 가능한 한 낮아야 하고, 생산을 위한 공정은, 예를 들어, 유리한 짧은 처리 시간 면에서, 통상적인 대량 생산 공정과 호환되는 공정으로부터 수득가능해야 한다.
본 발명의 다른 목적은 하기 상세한 설명으로부터 당업자에게 즉시 자명하다.
놀랍게도, 본 발명자들은, 전술된 목적 중 하나 이상이 청구범위 제 1 항에 따른 화합물을 제공함으로써 달성될 수 있음을 발견하였다.
용어 및 정의
본 발명에 따른 광반응성 기는, 결합 회전, 골격 재배열 또는 원자- 또는 기-전달에 의해, 또는 분자에 의해 흡수될 수 있는 적합한 파장의 광을 조사시 이성질체화에 의해, 분자의 기하구조의 변화를 유발하는 물질의 작용 기이다.
본원에서 용어 "메소젠성 기"는, 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있으며, 이의 인력 및 척력 상호작용의 이방성으로 인해 저분자량 또는 중합체성 성분의 액정(LC) 상을 유발하는데 본질적으로 기여하는 기를 의미한다. 메소젠성 기를 함유하는 화합물(메소젠성 화합물) 자체가 반드시 액정 상을 가질 필요는 없다. 또한, 메소젠성 화합물은 다른 화합물과의 혼합 후 및/또는 중합 후에만 액정 상 거동을 나타낼 수도 있다. 전형적인 메소젠성 기는, 예를 들어 강성 막대형 또는 디스크형 단위이다. 메소젠성 또는 액정 화합물과 관련하여 사용되는 용어 및 정의에 대한 개요는 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 2001, 888] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제시되어 있다.
본 발명에 따른 광반응성 메소젠은, 하나 이상의 광반응성 기를 포함하는 메소젠성 화합물이다.
광반응성 기의 예는 -C=C- 이중 결합 및 아조 기(-N=N-)이다.
상기 광반응성 기를 포함하는 분자 구조 및 하위구조의 예는 스틸벤, (1,2-다이플루오로-2-페닐-비닐)-벤젠, 신나메이트, 4-페닐부트-3-엔-2-온, 캘콘(chalcone), 쿠마린, 크로몬, 펜탈레논 및 아조벤젠이다.
본 발명에 따르면, 용어 "선형 편광된 광"은, 적어도 부분적으로 선형 편광된 광을 의미한다. 바람직하게는, 정렬 광은, 5 초과:1의 편광도로 선형 편광된다. 선형 편광된 광의 파장, 강도 및 에너지는 광정렬가능한 물질의 감광성에 따라 선택된다. 전형적으로, 상기 파장은 UV-A, UV-B 및/또는 UV-C 범위 이내 또는 가시광 범위 이내이다. 바람직하게는, 선형 편광된 광은 450 nm 미만, 더욱 바람직하게는 420 nm 미만의 파장의 광을 포함하는 동시에, 선형 편광된 광은 바람직하게는 280 nm 초과, 바람직하게는 320 nm 초과, 더욱 바람직하게는 350 nm 초과의 파장의 광을 포함한다.
용어 "유기 기"는 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.
용어 "탄소 기"는, 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 1가 또는 다가 유기 기를 나타내며, 이는 추가적인 원자를 포함하지 않거나(예컨대, -C≡C-), 또는 임의적으로 하나 이상의 추가적인 원자, 예컨대 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 포함한다(예를 들어 카보닐 등). 용어 "탄화수소 기"는 추가적으로 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 포함하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는 포화되거나 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는, 예를 들어 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 환형일 수 있고, 스파이로 연결부 또는 축합된 고리를 포함할 수도 있다.
용어 "알킬", "아릴" 또는 "헤테로아릴" 등은 또한, 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.
용어 "아릴"은, 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은, 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 아릴(상기 정의된 바와 같음)을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 임의적으로 치환된 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 탄소수 1 내지 25, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 18의 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시; 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 탄소수 6 내지 25의 아릴 또는 아릴옥시; 또는 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 탄소수 6 내지 25의 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 또는 아릴옥시카보닐옥시이다.
다른 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C40 알킬, C2-C40 알켄일, C2-C40 알킨일, C3-C40 알릴, C4-C40 알킬다이엔일, C4-C40 폴리엔일, C6-C40 아릴, C6-C40 알킬아릴, C6-C40 아릴알킬, C6-C40 알킬아릴옥시, C6-C40 아릴알킬옥시, C2-C40 헤테로아릴, C4-C40 사이클로알킬, C4-C40 사이클로알켄일 등이다. C1-C22 알킬, C2-C22 알켄일, C2-C22 알킨일, C3-C22 알릴, C4-C22 알킬다이엔일, C6-C12 아릴, C6-C20 아릴알킬 및 C2-C20 헤테로아릴이 특히 바람직하다.
또한, 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환된 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 라디칼이며, 이때 하나 이상의 비-인접 CH2 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(Rz)=C(Rz)-, -C≡C-, -N(Rz)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있다.
Rz는 바람직하게는 H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 쇄(이때, 또한, 하나 이상의 비-인접 탄소 원자는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음), 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 임의적으로 치환된 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.
바람직한 알킬 기는, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 및 퍼플루오로헥실이다.
바람직한 알켄일 기는, 예를 들어 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 및 사이클로옥텐일이다.
바람직한 알킨일 기는, 예를 들어 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 및 옥틴일이다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, 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, 및 n-도데콕시이다.
바람직한 아미노 기는, 예를 들어 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 및 페닐아미노이다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 일환형 또는 다환형일 수 있으며, 즉, 1개의 고리(예컨대, 페닐) 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있고, 상기 고리는 또한 융합되거나(예컨대, 나프틸) 또는 공유결합되거나(예컨대, 바이페닐), 융합된 고리 및 연결된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택되는 헤테로원자를 하나 이상 함유한다. 상기 유형의 고리 시스템은 또한, 예를 들어, 플루오렌 기본 구조 내에서의 경우와 같이, 개별적인 비-공액결합된 단위를 포함할 수 있다.
탄소수 6 내지 25의 일환형, 이환형 또는 삼환형 아릴 기 및 탄소수 2 내지 25의 일환형, 이환형 또는 삼환형 헤테로아릴 기가 특히 바람직하며, 이들 고리는 융합된 고리를 임의적으로 함유하고, 임의적으로 치환된다. 또한, 5원, 6원 또는 7원 아릴 및 헤테로아릴 기가 바람직하고, 이때 또한, 하나 이상의 CH 기는, O 원자 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, N, S 또는 O로 대체될 수 있다.
바람직한 아릴 기는, 예를 들어 모(parent) 구조 벤젠, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐, 나프탈렌, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 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 융합 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프트이미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀸옥살린이미다졸, 벤족사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀸옥살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 다이하이드로티에노[3,4-b]-1,4-다이옥신, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜, 또는 이들 기의 조합이다. 상기 헤테로아릴 기는 또한 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬 또는 추가로 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.
(비-방향족) 지환형 및 헤테로환형 기는 포화된 고리(즉, 단일결합만을 포함하는 고리) 및 부분적으로 불포화된 고리(즉, 다중 결합을 포함할 수 있는 고리)를 포함한다. 헤테로환형 고리는, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택되는 헤테로원자를 하나 이상 함유한다.
(비-방향족) 지환형 및 헤테로환형 기는 일환형(즉, 1개의 고리만 함유)(예컨대, 사이클로헥산), 또는 다환형(즉, 복수개의 고리 함유)(예컨대, 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)일 수 있다. 포화된 기가 특히 바람직하다. 또한, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 기가 바람직하며, 이들은 융합된 고리를 임의적으로 함유하고, 임의적으로 치환된다. 5원, 6원, 7원 또는 8원 탄소환형 기가 바람직하며, 이때 또한, 하나 이상의 탄소 원자는 또한 Si로 치환될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기는 N으로 치환될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 치환될 수 있다.
바람직한 지환형 및 헤테로환형 기는, 예를 들어 5원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 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-메탄오인단-2,5-다이일이다.
아릴, 헤테로아릴, 탄소 및 탄화수소 라디칼은 임의적으로 하나 이상의 치환기를 가지며, 상기 치환기는 바람직하게는, 실릴, 설포, 설폰일, 폼일, 아민, 이민, 나이트릴, 머캅토, 나이트로, 할로겐, C1-12 알킬, C6-12 아릴, C1-12 알콕시, 하이드록실, 또는 이들 기의 조합을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직한 치환기는, 예를 들어, 용해도-촉진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시; 및 전자-끌개 기, 예컨대 불소, 나이트로 또는 나이트릴이다.
달리 제시되지 않는 한, 바람직한 치환기(상기 및 하기에서 "L"로도 지칭됨)는 F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rz)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rz, -N(Rz)2(이때, Rz는 상기 제시된 의미를 갖고, Y1은 할로겐을 나타냄), 임의적으로 치환된 실릴, 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 탄소수 6 내지 20의 아릴, 및 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 탄소수 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때, 하나 이상의 H 원자는 임의적으로 F 또는 Cl로 대체될 수 있음)이다.
"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는, 할로겐, -CN, Ry1, -ORy1, -CO-Ry1, -CO-O-Ry1, -O-CO-Ry1 또는 -O-CO-O-Ry1로 치환됨을 의미하고, 이때 Ry1은 상기 제시된 의미를 가진다.
특히 바람직한 치환기 L은, 예를 들어, F, Cl, CN, CH3, C2H5, -CH(CH3)2, OCH3, OC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 또한 페닐이다.
상기 및 하기에서, "할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
상기 및 하기에서, 용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.
용어 "방향자"는, 당분야에 공지되어 있고, 액정 분자의 분자 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 분자 단축(디스코틱 화합물의 경우)의 바람직한 배향 방향을 의미한다. 이러한 이방성 분자의 단축 배치(ordering)의 경우, 방향자는 이방성의 축이다.
용어 "정렬" 또는 "배향"은, 물질(예컨대, 소분자, 또는 거대 분자의 단편)의 이방성 단위를 "정렬 방향"으로 지칭되는 공통 방향으로 정렬(배향 배치)하는 것에 관한 것이다. 액정 물질의 정렬된 층에서, 액정 방향자가 상기 정렬 방향과 일치함으로써, 상기 정렬 방향이 상기 물질의 이방성 축의 방향에 상응하게 된다.
예를 들어, 액정 물질의 층에서 용어 "평면 배향/정렬"은, 액정 분자의 부분의 분자 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 분자 단축(디스코틱 화합물의 경우)이 상기 층의 평면에 대해 실질적으로 평행하게(약 180°) 배향됨을 의미한다.
예를 들어, 액정 물질의 층에서 용어 "호메오트로픽 배향/정렬"은, 액정 분자의 부분의 분자 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 분자 단축(디스코틱 화합물의 경우)이 상기 층의 평면에 대해 약 80° 내지 90 °의 각도(θ)("경사각")로 배향됨을 의미한다.
예를 들어, 액정 물질의 층에서 용어 액정 물질의 "균일 배향" 또는 "균일 정렬"은, 액정 분자의 분자 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 분자 단축(디스코틱 화합물의 경우)이 실질적으로 동일한 방향으로 배향되어 있음을 의미한다. 즉, 액정 방향자의 라인들은 평행하다. 본원에서 일반적으로 언급되는 광의 파장은, 명시적으로 달리 제시되지 않는 한, 550 nm이다.
본원에서 복굴절률(Δn)은 하기 식과 같이 정의된다:
Δn = ne - no
상기 식에서,
ne는 이상 굴절률이고;
no은 정상 굴절률이고,
유효 평균 굴절률(nav.)은 하기 식으로 제시된다:
nav. = ((2no 2 + ne 2)/3)½.
이상 굴절률(ne) 및 정상 굴절률(no)은 아베(Abbe) 굴절계를 사용하여 측정될 수 있다.
본원에서 용어 "양의 유전율을 갖는"은, Δε > 3.0인 화합물 또는 성분에 대해 사용되고, 용어 "중성 유전율을 갖는"은, -1.5 ≤ Δε ≤ 3.0인 화합물 또는 성분에 대해 사용되며, 용어 "음의 유전율을 갖는"은, Δε < -1.5인 화합물 또는 성분에 대해 사용된다. Δε은 1 kHz의 주파수 및 20℃에서 결정된다. 각각의 화합물의 유전 이방성은 네마틱 호스트 혼합물 중의 각각의 개별 화합물의 10% 용액의 결과로부터 결정된다. 호스트 매질 중의 각각의 화합물의 용해도가 10% 미만인 경우, 상기 농도는 생성 매질이 적어도 이의 특성을 결정할 수 있을 만큼 충분히 안정할 때까지 2배 감소한다. 그러나, 바람직한 실시양태에서, 상기 결과의 유의성을 가능한 한 높게 유지하기 위해서는, 상기 농도는 바람직하게는 5% 이상으로 유지된다. 시험 혼합물의 정전용량은 호메오트로픽 정렬을 갖는 셀 및 수평 정렬을 갖는 셀 둘 다에서 측정한다. 상기 두 유형의 셀에서의 셀 간격은 약 20 μm이다. 인가된 전압은, 1 kHz의 주파수 및 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V의 근평균제곱 값을 갖는 방형파이지만, 이는 항상 각각의 시험 혼합물의 용량성 문턱값 미만이 되도록 선택된다.
Δε은 (ε∥-ε⊥)으로 정의되고, εav.는 (ε∥ + 2ε⊥)/3으로 정의된다. 화합물의 유전율은 관심 화합물의 첨가시 호스트 매질의 각각의 값들의 변화로부터 결정된다. 상기 값은 관심 화합물의 100% 농도로 외삽된다. 전형적인 호스트 매질은 ZLI-4792 또는 ZLI-2857이고, 이들 둘 다 독일 다름스타트 소재의 메르크(Merck)로부터 시판된다.
본 발명의 경우,
Figure pct00010
는 트랜스 1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
Figure pct00011
는 1,4-페닐렌을 나타낸다.
본 발명의 경우, -CO-O-, -COO-, -C(=O)O- 또는 -CO2- 기는 구조식
Figure pct00012
의 에스터 기를 나타내고, -O-CO-, -OCO-, -OC(=O)-, -O2C- 또는 -OOC- 기는 구조식
Figure pct00013
의 에스터 기를 나타낸다.
또한, 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제시된 바와 같은 정의가, 본원의 액정 물질과 관련하여 비-정의된 용어에 적용될 것이다.
상세하게는, 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물 또는 광반응성 메소젠에 관한 것이다:
Figure pct00014
상기 식에서,
A11은,
a) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 및
b) 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 군:
Figure pct00015
(이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 달일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음)
으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고,
A는, 각각의 경우, 각각 서로 독립적으로, A11에 대한 의미 중 하나를 갖거나, 또는
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는
b) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로퓨란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일(이들 각각은 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음)로 이루어진 군
이고, 이때
L은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, -NO2, SF5, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rz)2, -C(=O)Rz, -N(Rz)2, 임의적으로 치환된 실릴, 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴, 또는 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 1 내지 6의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음), 또는 X21-Sp21-R21을 나타내고,
M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHRz- 또는 -CRyRz-를 나타내고,
Ry 및 Rz는, 각각 서로 독립적으로, H, CN, F 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬(이때, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음), 바람직하게는 H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 더욱 바람직하게는 H 또는 메틸, 특히 H를 나타내고,
Y11 및 Y12는, 각각 서로 독립적으로, H, F, 페닐 또는 임의적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬, 바람직하게는 H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 더욱 바람직하게는 H 또는 메틸, 특히 H를 나타내고,
Z는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 단일 결합, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -(CH2)n-, -CF2CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CO-S-, -S-CO-, -CS-S-, -S-CS-, -S-CSS- 또는 -C≡C-, 바람직하게는 단일 결합, -COO-,-OCO-, -OCF2-, -CF2O-, 또는 -(CH2)n-, 더욱 바람직하게는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-를 나타내고,
n은 2 내지 8의 정수, 바람직하게는 2를 나타내고,
o 및 p는, 각각 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2, 바람직하게는 1을 나타내고,
X11 및 X21은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 단일 결합, -CO-O-, -O-CO-, -O-COO-, -O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CF2-CF2-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CO-S-, -S-CO-, -CS-S-, -S-CS-, -S-CSS- 또는 -S-, 바람직하게는 단일 결합, -CO-O-, -O-CO-, -O-COO- 또는 -O-, 더욱 바람직하게는 단일 결합 또는 -O-를 나타내고,
Sp11 및 Sp21은, 각각의 경우, 각각 독립적으로, 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 스페이서 기(이때, 하나 이상의 비-인접 및 비-말단 CH2 기는 또한, O 원자들이 서로 인접하지 않도록 및 -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O- 및 -CH=CH-로부터 선택된 2개의 기가 서로 인접하지 않도록 하는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CF2-, -CF2O-, -OCF2- -C(OH)-, -CH(알킬)-, -CH(알켄일)-,-CH(알콕실)-, -CH(옥사알킬)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의 알킬렌(이는 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환됨), 더욱 바람직하게는 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 또는 도데실렌을 나타내고,
R11은
Figure pct00016
기, 바람직하게는
Figure pct00017
기를 나타내고,
Y는 H, F, 페닐 또는 임의적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬, 바람직하게는 H, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸, 더욱 바람직하게는 H 또는 메틸, 특히 H를 나타내고,
R21은 R11, P, 할로겐, CN, 임의적으로 불화된 탄소수 15 이하의 알킬 또는 알켄일을 나타내고, 이때 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O-, -S-, -CO-, -C(O)O-, -O-C(O)- 또는 O-C(O)-O-로 대체될 수 있고,
P는, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 중합가능 기이고,
q 및 r은, 각각 독립적으로, 0 내지 8의 정수를 나타내고, 바람직하게는 q+r은 1 이상 16이하이고, 더욱 바람직하게는 q 및 r은, 각각 독립적으로, 1 내지 8의 정수를 나타낸다.
본 발명에서, 중합가능 기(P)는, 중합 반응(예컨대, 자유-라디칼 또는 이온 쇄 중합, 중부가 또는 중축합)에 적합한 기, 또는 중합체 유사 반응(예컨대, 중합체 주쇄 상의 부가 또는 축합)에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히, C=C 이중 결합 또는 -C≡C- 삼중 결합을 포함하는 기, 및 개환 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드가 특히 바람직하다.
바람직한 P 기는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-,
Figure pct00018
Figure pct00019
, CH2=CW2-(O)k3-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH3-CH=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W4W5W6Si-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3를 나타내고, W2 및 W3은, 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은, 각각 서로 독립적으로, Cl, 또는 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬을 나타내고, W7 및 W8은, 각각 서로 독립적으로, H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, Phe은 1,4-페닐렌(이는 임의적으로, P-Sp- 이외에 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 라디칼 L로 치환됨)을 나타내고, k1, k2 및 k3은, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, k3은 바람직하게는 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
특히 바람직한 P 기는 CH2=CW1-CO-O-, 특히 CH2=CH-CO-O-, CH2=C(CH3)-CO-O- 및 CH2=CF-CO-O-, 또한 CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-O-CO-, (CH2=CH)2CH-O-,
Figure pct00020
및
Figure pct00021
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
매우 특히 바람직한 P 기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 또한 비닐옥시, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드 기, 바람직하게는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 I-1 내지 I-9의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00022
Figure pct00023
상기 식에서, R11, R21, A11, X11, X12, Y11, Y12, Sp11, 및 Sp12는 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, A12 내지 A23은 화학식 I에서 A에 대한 의미 중 하나를 갖고, Z11 내지 Z22는 화학식 I에서 Z에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 가진다.
다른 바람직한 화학식 I의 화합물은 화학식 I-2 내지 I-5의 화합물로부터 선택된다.
바람직한 화학식 I-2의 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00024
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z11은 화학식 I 하에 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
A12 및 A21은 화학식 I 하에 A에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 A12 및 A21은, 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌(이때 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타내고.
바람직한 화학식 I-3의 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00025
상기 식에서, Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z21은 화학식 I에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
A21 및 A22는 화학식 I 하에 상기 제시된 의미 중 하나를 가진다.
바람직하게는, A21 및 A22는, 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌(이때 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타낸다.
바람직한 화학식 I-4의 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00026
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
A12, A21 및 A22는 화학식 I 하에 A에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z11 및 Z21은 화학식 I 하에 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
A12, A21 및 A22는 화학식 I 하에 A에 대해 제시된 의미 중 하나를 가진다.
바람직하게는, A12, A21 및 A22는, 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌(이때 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타낸다.
바람직한 화학식 I-5의 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00027
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z11, Z12 및 Z21은 화학식 I 하에 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
A12, A13, A21 및 A22는 화학식 I 하에 A에 대해 제시된 의미 중 하나를 가진다.
바람직하게는, A12, A13, A21 및 A22는, 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌(이때 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타낸다.
바람직한 화학식 I-2-1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00028
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z11은 화학식 I에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
Figure pct00029
기는, 각각 독립적으로,
Figure pct00030
이거나,
Figure pct00031
, 또는
Figure pct00032
Figure pct00033
이고,
이때 L은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬(예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
바람직한 화학식 I-3-1 내지 I-3-3의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00034
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z21은 화학식 I에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
Figure pct00035
기는, 각각 독립적으로,
Figure pct00036
이거나,
Figure pct00037
, 또는
Figure pct00038
Figure pct00039
이고,
이때 L은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬(예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
바람직한 화학식 I-4-1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00040
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z11 및 Z21은 화학식 I에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
Figure pct00041
기는, 각각 독립적으로,
Figure pct00042
이거나,
Figure pct00043
, 또는
Figure pct00044
Figure pct00045
이고,
이때 L은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬(예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
바람직한 화학식 I-5-1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00046
상기 식에서,
Y, R21, X21, 및 Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z11, Z12 및 Z21은, 각각 독립적으로, 화학식 I 하에 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
r 및 q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
Figure pct00047
기는, 각각 독립적으로,
Figure pct00048
이거나,
Figure pct00049
, 또는
Figure pct00050
Figure pct00051
이고,
이때 L은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬(예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
다른 바람직한 화학식 I-2-1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
상기 식에서,
Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
L은 바람직하게는 F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실, 또는 X21-Sp21-R21이다.
다른 바람직한 화학식 I-3-1 내지 I-3-3의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
상기 식에서,
Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
L은 F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실, 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
다른 바람직한 화학식 I-4-1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
상기 식에서,
Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
L은, 각각 독립적으로, F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실, 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
다른 바람직한 화학식 I-5-1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00071
Figure pct00072
Figure pct00073
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
상기 식에서,
Sp21은 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
L은, 각각 독립적으로, F, Cl, OCH3, COCH3 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실, 또는 X21-Sp21-R21을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 I-4-1a-8 및 I-4-1a-16의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물이다:
Figure pct00078
상기 식에서,
Sp21은, 각각 독립적으로, 화학식 I에서 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 Sp21 둘 다가 동일하고,
L은 F, Cl, OCH3, COCH3, 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 또는 사이클로헥실을 나타낸다.
화학식 I 및 이의 하위화학식의 화합물은 바람직하게는 국제 특허 출원 공개 제 WO 2017/102068 호 및 일본 특허 출원 제 2006-6232809 호에 기술된 절차에 따라 또는 이와 유사하게 합성된다.
이로부터 화학식 I의 화합물이 바람직하게 합성되는 바람직한 중간체 화합물(7)은 하기 반응식에 기술된 절차에 따라 또는 이와 유사하게 수득가능하거나 수득된다:
Figure pct00079
.
화학식 I 및 이의 하위화학식의 화합물은 바람직하게는, 하나 이상의 메소젠성 또는 액정 화합물을 포함하는 혼합물에 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 액정 혼합물에서의 화학식 I 및 이의 하위화학식의 화합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 화학식 I의 광반응성 메소젠을 하나 이상 포함하는 광정렬 성분 (A), 및 메소젠성 또는 액정 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 성분 (B)(이후로, "액정 호스트 혼합물"로도 지칭됨)를 포함하는 액정 혼합물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는, 0.01 내지 10%, 특히 바람직하게는 0.05 내지 5%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 3%의, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 포함하는 성분 (A)를 포함한다.
상기 매질은 바람직하게는, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 1, 2 또는 3개, 더욱 바람직하게는 1 또는 2개, 가장 바람직하게는 1개 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 성분 (A)는 화학식 I의 화합물로 이루어진다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 호스트 혼합물(성분 (B))은 저분자량(즉, 단량체성 또는 비-중합된) 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상 포함한다. 후자는, 중합가능 화합물의 중합 또는 화학식 I의 광반응성 메소젠의 광정렬에 사용되는 조건 하에, 중합 반응 또는 광정렬에 대해 안정하거나 비반응성이다.
원칙적으로, 적합한 호스트 혼합물은, 통상적인 VA, IPS 또는 FFS 디스플레이에 사용하기에 적합한 임의의 음의 유전율을 갖는 또는 양의 유전율을 갖는 액정 혼합물이다.
적합한 액정 혼합물은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다. 음의 유전 이방성을 갖는 VA 디스플레이를 위한 액정 매질은, 예를 들어 유럽 특허 출원 제 1 378 557 A1 호에 기술되어 있다.
LCD 및 특히 IPS 디스플레이에 적합한, 양의 유전 이방성을 갖는 적합한 액정 혼합물은, 예를 들어, 일본 특허 출원 제 07-181 439 (A) 호, 유럽 특허 제 0 667 555 호, 유럽 특허 제 0 673 986 호, 독일 특허 제 195 09 410 호, 독일 특허 제 195 28 106 호, 독일 특허 제 195 28 107 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 96/23 851 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 96/28 521 호 및 국제 특허 출원 공개 제 WO2012/079676 호로부터 공지되어 있다.
본 발명에 따른 음의 또는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질의 바람직한 실시양태가 하기에 제시되며, 작업 실시예에 의해 더 자세히 설명된다.
상기 액정 호스트 혼합물은 바람직하게는 네마틱 액정 혼합물이며, 바람직하게는 키랄 액정 상을 갖지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은 음의 유전 이방성을 갖는 액정 호스트 혼합물을 포함한다. 상기 액정 매질 및 대응 액정 호스트 혼합물의 바람직한 실시양태가 하기 a) 내지 z) 항목에 제시된다:
a) 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질:
Figure pct00080
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
Figure pct00081
는
Figure pct00082
를 나타내고,
R1 및 R2는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬(이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
Zx 및 Zy는, 각각 서로 독립적으로, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L1 내지 L4는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, L1 및 L2 둘 다가 F를 나타내거나, L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타내거나; L3 및 L4 둘 다가 F를 나타내거나, L3 및 L4 중 하나가 F를 나타내고, 나머지 하나가 Cl을 나타낸다.
화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00083
Figure pct00084
Figure pct00085
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고;
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00089
Figure pct00090
Figure pct00091
Figure pct00092
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
b) 하기 화학식 ZK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00093
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 가진다:
Figure pct00094
는
Figure pct00095
Figure pct00096
를 나타내고,
Figure pct00097
는
Figure pct00098
를 나타내고,
R3 및 R4는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타낸다.
화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00099
Figure pct00100
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 ZK1 및 ZK3의 화합물이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 화학식 ZK의 화합물은 하기 하위화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00101
Figure pct00102
상기 식에서, 프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.
화학식 ZK1a 및 ZK3a의 화합물이 가장 바람직하다.
c) 하기 화학식 DK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는, 액정 매질:
Figure pct00103
상기 식에서, 개별적인 라디칼은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, 하기 의미를 가진다:
R5 및 R6은, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬(이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
Figure pct00104
는
Figure pct00105
를 나타내고,
Figure pct00106
는
Figure pct00107
를 나타내고,
e는 1 또는 2를 나타낸다.
화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00108
Figure pct00109
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일은, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
d) 하기 화학식 LY의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00110
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:
Figure pct00111
는
Figure pct00112
Figure pct00113
를 나타내고, 이때 하나 이상의 고리 F는 사이클로헥실렌이 아니고;
f는 1 또는 2를 나타내고;
R1 및 R2는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타내고;
L1 및 L2는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, 라디칼 L1 및 L2 둘 다가 F를 나타내거나; 라디칼 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00114
Figure pct00115
Figure pct00116
Figure pct00117
상기 식에서,
R1은 상기에 제시된 의미를 갖고;
알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타내고;
v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R1은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
e) 하기 화학식 G1 내지 G4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00118
상기 식에서,
알킬은 C1-6-알킬을 나타내고;
Lx는 H 또는 F를 나타내고;
X는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2를 나타낸다.
X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.
f) 하기 화학식 Y1 내지 Y16으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00119
Figure pct00120
Figure pct00121
상기 식에서,
R5는 R1에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
알킬은 C1-6-알킬을 나타내고;
d는 0 또는 1을 나타내고;
z 및 m은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
상기 화합물에서, R5는 특히 바람직하게는 C1-6-알킬, C1-6-알콕시 또는 C2-6-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 하나 이상의 상기에 언급된 화학식의 화합물을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.
g) 하기 화학식 B1 내지 B3로 이루어진 군으로부터 선택된 바이페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00122
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
상기 액정 혼합물 중 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.
화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00123
상기 식에서,
알킬*는 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 하나 이상 포함한다.
h) 하기 화학식 T로 이루어진 군으로부터 선택되는 터페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00124
상기 식에서,
R5 및 R6는, 각각 서로 독립적으로, 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Figure pct00125
는, 각각 서로 독립적으로,
Figure pct00126
를 나타내고, 이때
L5는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내고;
L6은 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2, 바람직하게는 F를 나타낸다.
화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00127
Figure pct00128
Figure pct00129
Figure pct00130
상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고;
R*는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타내고;
m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R*는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 T 및 바람직한 이의 하위화학식의 터페닐을 0.5 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.
화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는, 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬 및 알콕시를 나타낸다.
본 발명에 따른 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 경우, 바람직하게는 터페닐이 상기 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 바람직하게는, 화학식 T1 내지 T22의 화합물로부터 선택된 화학식 T의 터페닐 화합물을 2 내지 20 중량% 포함한다.
i) 하기 화학식 O1 내지 O11으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00131
Figure pct00132
상기 식에서,
R1 및 R2는 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타낸다.
바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
k) 하나 이상의 하기 화학식 FI의 화합물을, 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00133
상기 식에서,
Figure pct00134
은
Figure pct00135
를 나타내고;
R9는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타내고;
(F)는 임의적 불소 치환기를 나타내고;
q는 1, 2 또는 3을 나타내고;
R7은 R1에 대해 제시된 의미 중 하나를 가진다.
화학식 FI의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00136
Figure pct00137
상기 식에서,
R7은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고;
R9는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타낸다.
화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.
l) 하기 화학식 VK1 내지 VK4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00138
상기 식에서,
R8은 R1에 대해 제시된 의미를 갖고;
알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
m) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 포함하는 화합물, 예를 들어 하기 화학식 N1 내지 N10으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00139
Figure pct00140
상기 식에서,
R10 및 R11은, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 알킬 기(이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
R10 및 R11은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타내고;
Z1 및 Z2는, 각각 서로 독립적으로, -C2H4-, -CH=CH-, -(CH2)4-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CH-CH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2- 또는 단일결합을 나타낸다.
n) 하나 이상의 하기 화학식 BC, CR 및 RC의 다이플루오로다이벤조크로만 및/또는 크로만을, 바람직하게는 3 내지 20 중량%의 양으로, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00141
상기 식에서,
R11 및 R12는, 각각 서로 독립적으로, 화학식 N1 하에 R11에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고;
Zm은 -C2H4-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고;
c는 0, 1 또는 2이다.
특히 바람직한 화학식 BC, CR 및 RC의 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00142
Figure pct00143
Figure pct00144
Figure pct00145
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,
c는 1 또는 2이고,
알켄일 및 알켄일*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
1, 2 또는 3개의 화학식 BC-2의 화합물을 포함하는 액정 호스트 혼합물이 매우 특히 바람직하다.
o) 하기 화학식 PH, BF 및 BS의 불화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00146
상기 식에서,
R11 및 R12는, 각각 서로 독립적으로, 화학식 N1 하에 R11에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고;
b는 0 또는 1을 나타내고;
L은 F를 나타내고;
r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 PH, BF 및 BS의 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00147
Figure pct00148
상기 식에서, R 및 R'는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.
p) 하기 화학식 Y의 일환형 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00149
상기 식에서,
R1 및 R2는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬(이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
L1 및 L2는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, L1 및 L2 둘 다가 F를 나타내거나; L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고, 나머지 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00150
Figure pct00151
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알콕시는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
O는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 Y의 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00152
상기 식에서, 알콕시는 바람직하게는 탄소수 3, 4 또는 5의 직쇄 알콕시를 나타낸다.
q) 특히, 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 본 발명에 따른 안정화제 및 공단량체 이외에, 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH2)를 포함하는 화합물을 포함하지 않는 액정 매질.
r) 특히, 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 본 발명에 따른 안정화제로부터 선택되는 안정화제를 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개 포함하는 액정 매질,
s) 전체 혼합물 중의, 특히 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 안정화제의 비율이 1 내지 1500 ppm, 바람직하게는 100 내지 1000 ppm인, 액정 매질.
t) 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 화합물을 포함하는, 액정 매질. 전체 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 개별적인 이들 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.
u) 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 화합물 포함하는, 액정 매질. 전체 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 개별적인 이들 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.
v) 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 8개의 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물을 포함하는, 액정 매질. 전체 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 및 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 개별적인 이들 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.
w) 전체 혼합물 중의 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인, 액정 매질.
x) 액정 호스트 혼합물이, 바람직하게는 화학식 CY, PY 및 LY(이때, R1 및 R2 중 하나 또는 둘 다는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타냄), 화학식 ZK 및 DK(이때, R3 및 R4 중 하나 또는 둘 다, 또는 R5 및 R6 중 하나 또는 둘 다는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타냄), 및 화학식 B2 및 B3, 매우 바람직하게는 화학식 CY15, CY16, CY24, CY32, PY15, PY16, ZK3, ZK4, DK3, DK6, B2 및 B3, 가장 바람직하게는 화학식 ZK3, ZK4, B2 및 B3로 이루어진 군으로부터 선택되는 알켄일 기-함유 화합물을 하나 이상 포함하는, 액정 매질. 상기 액정 호스트 혼합물 중 이들 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%이다.
y) 화학식 PY1 내지 PY8로부터 선택되는 화합물, 매우 바람직하게는 화학식 PY2의 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개 함유하는, 액정 매질. 전체 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 1 내지 30%, 특히 바람직하게는 2 내지 20%이다. 개별적인 이들 화합물의 함량은 바람직하게는, 각각의 경우, 1 내지 20%이다.
z) 화학식 T2의 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개 포함하는 액정 매질. 전체 혼합물 중 상기 화합물의 함량은 1 내지 20%이다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은, 양의 유전 이방성을 갖는 액정 호스트 혼합물을 포함한다. 상기 액정 매질 및 대응 액정 호스트 혼합물의 바람직한 실시양태가 하기 항목 aa) 내지 mmm)에 제시된다:
aa) 하기 화학식 II 및 III의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
Figure pct00153
상기 식에서,
각각의 R20은, 동일하거나 상이하게, 할로겐화되거나 비치환된 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 pct00154
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,
각각의 X20은, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SF5, SCN, NCS, 또는 각각 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
Y20 내지 Y24는, 각각 동일하거나 상이하게, H 또는 F를 나타내고;
W는 H 또는 메틸을 나타내고,
Figure pct00155
는, 각각 서로 독립적으로,
Figure pct00156
Figure pct00157
를 나타낸다.
화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00158
Figure pct00159
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 IIa 및 IIb의 화합물, 특히, X가 F를 나타내는 화학식 IIa 및 IIb의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00160
Figure pct00161
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 IIIa 및 IIIe의 화합물, 특히 화학식 IIIa의 화합물이 특히 바람직하다.
bb) 하기 화학식 IV 내지 VIII로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:
Figure pct00162
Figure pct00163
상기 식에서,
R20, X20, W 및 Y20 내지 Y23은 화학식 II 하에 상기 제시된 의미를 갖고,
Z20은 -C2H4-, -(CH2)4-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C2F4-, -CH2CF2-, -CF2CH2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO- 또는 -OCF2-를 나타내고, 화학식 V 및 VI에서는 또한 단일 결합을 나타내고, 화학식 V 및 VIII에서는 또한 -CF2O-를 나타내고,
r은 0 또는 1을 나타내고,
s는 0 또는 1을 나타낸다.
- 화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00164
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F 또는 OCF3, 또한 OCF=CF2 또는 Cl를 나타낸다.
- 화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00165
Figure pct00166
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F 및 OCF3, 또한 OCHF2, CF3, OCF=CF2 및 OCH=CF2를 나타낸다.
- 화학식 VI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00167
Figure pct00168
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F, 또한 OCF3, CF3, CF=CF2, OCHF2 및 OCH=CF2를 나타낸다.
- 화학식 VII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00169
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F, 또한 OCF3, OCHF2 및 OCH=CF2를 나타낸다.
cc) 상기 매질은 전술된 화학식 ZK1 내지 ZK10으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다. 화학식 ZK1 및 ZK3의 화합물이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 화학식 ZK의 화합물은 하위화학식 ZK1a, ZK1b, ZK1c, ZK3a, ZK3b, ZK3c 및 ZK3d로부터 선택된다.
dd) 상기 매질은 전술된 화학식 DK1 내지 DK12로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다. 특히 바람직한 화합물은 DK3이다.
ee) 상기 매질은 하기 화학식 IX로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:
Figure pct00170
상기 식에서,
X20은 상기 제시된 의미를 갖고,
L은 H 또는 F를 나타내고,
"알켄일"은 C2-6-알켄일을 나타낸다.
ff) 화학식 DK-3a 및 IX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 DK3a 및 IXa로부터 선택된다:
Figure pct00171
상기 식에서, "알킬"은 C1-6-알킬, 바람직하게는 n-C3H7, n-C4H9 또는 n-C5H11, 특히 n-C3H7를 나타낸다.
gg) 상기 매질은 전술된 화학식 B1, B2 및 B3, 바람직하게는 화학식 B2로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다. 화학식 B1 내지 B3의 화합물은 특히 바람직하게는 화학식 B1a, B2a, B2b 및 B2c로부터 선택된다.
hh) 상기 매질은 하기 화학식 X로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:
Figure pct00172
상기 식에서,
L20은 H 또는 F를 나타내고,
R21 및 R22는, 각각 동일하거나 상이하게, 각각 탄소수 6 이하의 n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타내고, 바람직하게는, 각각 동일하거나 상이하게, 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다.
ii) 상기 매질은 하기 화학식 XI 및 XII의 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00173
상기 식에서, W, R20, X20 및 Y20 내지 Y23은 화학식 III에서 제시된 의미를 갖고,
Figure pct00174
는, 각각 서로 독립적으로,
Figure pct00175
를 나타내고,
Figure pct00176
는
Figure pct00177
Figure pct00178
를 나타낸다.
화학식 XI 및 XII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학으로부터 선택된다:
Figure pct00179
Figure pct00180
Figure pct00181
Figure pct00182
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 R20은 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타내고, X20은 F를 나타낸다
본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 화학식 XIIa 및/또는 XIIe의 화합물을 하나 이상 포함한다.
jj) 상기 매질은, 바람직하게는 화학식 T21 내지 T23 및 T25 내지 T27의 화합물의 군으로부터 선택되는 화학식 T의 화합물을 하나 이상 포함한다.
T21 내지 T23의 화합물이 특히 바람직하다. 하기 구조식의 화합물이 매우 특히 바람직하다:
Figure pct00183
Figure pct00184
.
kk) 상기 매질은 전술된 화학식 DK9, DK10 및 DK11의 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.
ll) 상기 매질은 하기 화학식 XIII 내지 XVIII로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:
Figure pct00185
Figure pct00186
상기 식에서, R20 및 X20은, 각각 서로 독립적으로, 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, Y20 내지 Y23은, 각각 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.
X20은 바람직하게는 F, Cl, CF3, OCF3 또는 OCHF2이다. R20은 바람직하게는, 각각 탄소수 6 이하의 알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타낸다.
본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 하기 화학식 XVIII-a의 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00187
상기 식에서, R20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 에틸, n-프로필, n-부틸 및 n-펜틸, 매우 특히 바람직하게는 n-프로필을 나타낸다. 화학식 XVIII, 특히 화학식 XVIII-a의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물 중에 0.5 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다.
mm) 상기 매질은 하기 화학식 XIX의 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:
Figure pct00188
상기 식에서,
R20, X20 및 Y20 내지 Y25는 화학식 I에서 제시된 의미를 갖고,
s는 0 또는 1을 나타내고,
Figure pct00189
는
Figure pct00190
를 나타낸다.
화학식 XIX에서, X20은 또한, 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼 또는 탄소수 1 내지 6의 알콕시 라디칼을 나타낸다. 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 바람직하게는 직쇄이다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F를 나타낸다.
- 화학식 XIX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure pct00191
Figure pct00192
상기 식에서, R20, X20 및 Y20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F를 나타내고, Y20은 바람직하게는 F이고;
Figure pct00193
는 바람직하게는
Figure pct00194
Figure pct00195
이다.
- R20은, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알킬 또는 알켄일이다.
nn) 상기 매질은, 전술된 화학식 G1 내지 G4의 화합물, 바람직하게는 G1 및 G2로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하며, 이때 알킬은 C1-6-알킬을 나타내고, Lx는 H를 나타내고, X는 F 또는 Cl을 나타낸다. G2에서, X는 특히 바람직하게는 Cl을 나타낸다.
oo) 상기 매질은 하기 화학식 XX 내지 XXII의 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00196
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, X20이 바람직하게는 F를 나타내는, 화학식 XXII의 화합물을 하나 이상 포함한다. 화학식 XX 내지 XXII의 화합물(들)은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물 중에 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다. 특히 바람직한 혼합물은 화학식 XXII의 화합물을 하나 이상 포함한다.
pp) 상기 매질은 하기 화학식 M-1 내지 M-3의 피리미딘 또는 피리딘 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00197
상기 식에서, R20 및 X20은 상기 제시된 의미를 가진다.
R20은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X20은 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, X20이 바람직하게는 F를 나타내는, 화학식 M-1의 화합물을 하나 이상 포함한다. 화학식 M-1 내지 M-3의 화합물(들)은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물 중에 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다.
다른 바람직한 실시양태는 후술된다.
qq) 상기 매질은 화학식 XII, 특히 화학식 XIIe의 화합물을 2개 이상 포함한다.
rr) 상기 매질은 화학식 XII의 화합물을 2 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 15 중량% 포함한다.
ss) 화학식 XII의 화합물 이외에, 상기 매질은, 화학식 II, III, IX 내지 XIII, XVII 및 XVIII의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 추가로 포함한다.
tt) 전체 혼합물 중의 화학식 II, III, IX 내지 XI, XIII, XVII 및 XVIII의 화합물의 비율은 40 내지 95 중량%이다.
uu) 상기 매질은 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 10 내지 50 중량%, 특히 바람직하게는 12 내지 40 중량% 포함한다.
vv) 상기 매질은 화학식 IX 내지 XIII의 화합물을 20 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 25 내지 65 중량% 포함한다.
ww) 상기 매질은 화학식 XVII의 화합물을 4 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 20 중량% 포함한다.
xx) 상기 매질은 화학식 XVIII의 화합물을 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 15 중량% 포함한다.
yy) 상기 매질은 하기 화학식 XIIe-1 내지 XIIe-3의 화합물을 2개 이상 포함한다:
Figure pct00198
.
zz) 상기 매질은 하기 화학식 XIIa-1 내지 XIIa-3의 화합물을 2개 이상 포함한다:
Figure pct00199
.
aaa) 상기 매질은 2개 이상의 화학식 XIIa의 화합물 및 2개 이상의 화학식 XIIe의 화합물을 포함한다.
bbb) 상기 매질은 하나 이상의 화학식 XIIa의 화합물, 하나 이상의 화학식 XIIe의 화합물 및 하나 이상의 화학식 IIIa의 화합물을 포함한다.
ccc) 상기 매질은 2개 이상의 화학식 XIIa의 화합물, 2개 이상의 화학식 XIIe의 화합물 및 하나 이상의 화학식 IIIa의 화합물을 포함한다.
ddd) 상기 매질은 하나 이상의 화학식 XII의 화합물을 총 25 중량% 이상, 바람직하게는 30 중량% 이상 포함한다.
eee) 상기 매질은 화학식 ZK3의 화합물, 특히 하기 화학식 ZK3a의 화합물을 20 중량% 이상, 바람직하게는 24 중량% 이상, 바람직하게는 25 내지 60 중량% 포함한다:
Figure pct00200
.
fff) 상기 매질은, ZK3a, ZK3b 및 ZK3c의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 ZK3a의 화합물을 하기 화학식 ZK3d의 화합물과 조합으로 포함한다:
Figure pct00201
.
ggg) 상기 매질은 화학식 DPGU-n-F의 화합물을 하나 이상 포함한다.
hhh) 상기 매질은 화학식 CDUQU-n-F의 화합물을 하나 이상 포함한다.
iii) 상기 매질은 화학식 CPU-n-OXF의 화합물을 하나 이상 포함한다.
jjj) 상기 매질은 화학식 CPGU-3-OT의 화합물을 하나 이상 포함한다
kkk) 상기 매질은 화학식 PPGU-n-F의 화합물을 하나 이상 포함한다
lll) 상기 매질은 화학식 PGP-n-m의 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 2 또는 3개 포함한다.
mmm) 상기 매질은 하기 구조를 갖는 화학식 PGP-2-2V의 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00202
.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 혼합물은, 하나 이상의 중합가능 화합물을 포함하는 중합가능 성분 (C)를 추가로 포함한다.
상기 중합가능 화합물은, 당업자에게 공지된 등방성 또는 메소젠성 중합가능 화합물로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 상기 중합가능 성분 (C)는 하나 이상의 하기 화학식 P의중합가능 화합물을 포함한다:
Figure pct00203
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:
Pa 및 Pb는, 각각 서로 독립적으로, 중합가능 기를 나타내고,
Spa 및 Spb는 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, 스페이서 기를 나타내고,
s1 및 s2는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
A1 및 A2는, 각각 서로 독립적으로,
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 4,4'-바이사이클로헥실렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군,
b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군,
c) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로퓨란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일(이들 각각은 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음)로 이루어진 군,
d) 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 포화되거나 부분적으로 불포화되거나 또는 완전히 불포화되고 임의적으로 치환된 5 내지 20개의 환형 탄소 원자(이들 중 하나 이상은 또한, 헤테로원자로 대체될 수 있음)를 갖는 다환형 라디칼(이때 또한, 이들 라디칼 중 하나 이상은 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음)로 이루어진 군:
Figure pct00204
Figure pct00205
으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고,
n2는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
Za는, 각각의 경우 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -(CH2)n-(이때, n은 2, 3 또는 4임), -O-, -CO-, -C(RyRz)-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 단일 결합을 나타내고,
L은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF5, 또는 각각의 경우 임의적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
Ry 및 Rz는, 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있고,
M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2-를 나타내고,
Y1 및 Y2 는, 각각 서로 독립적으로, Ry에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 갖거나, Cl 또는 CN을 나타낸다.
바람직한 스페이서 기 Spa 및 Spb 는, 라디칼 P-Sp- 및 Pa/b-Spa/b-가 각각 구조식 P-Sp"-X"- 및 Pa/b-Sp"-X"-에 합치되도록, 구조식 Sp"-X"로부터 선택되고, 이때
Sp"는, 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환된 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의 알킬렌을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -N(R0)-, -Si(R00R000)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R00)-CO-O-, -O-CO-N(R00)-, -N(R00)-CO-N(R00)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,
X"는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R00)-, -N(R00)-CO-, -N(R00)-CO-N(R00)-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR0-, -CY3=CY4-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,
R0, R00 및 R000은, 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
Y3 및 Y4는, 각각 동일하거나 상이하게, H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.
X"는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -C(O)O-, -OC(O)-, -O-C(O)O-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -NR0-CO-NR0- 또는 단일 결합이다.
전형적인 스페이서 기 Sp"는, 예를 들어, -(CH2)p1-, -(CH2CH2O)q1-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiR00R000-O)p1-이고, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이고, R00 및 R000는 상기 제시된 의미를 가진다.
특히 바람직한 -Sp"-X"- 기는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 이때 p1 및 q1은 상기 제시된 의미를 가진다.
특히 바람직한 Sp" 기는, 예를 들어, 각각의 경우, 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.
특히 바람직한 화학식 P의 단량체는 하기 화합물이다:
Figure pct00206
Figure pct00207
Figure pct00208
Figure pct00209
Figure pct00210
Figure pct00211
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:
P1 내지 P3은, 각각 서로 독립적으로, 화학식 P에 대해 정의된 바와 같은 중합가능 기, 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,
Sp1 내지 Sp3은, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는 스페이서 기(바람직하게는, Spa에 대해 상기 및 하기에 제시되는 의미 중 하나를 가짐), 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, 마지막 언급된 기에서 인접 고리에 대한 연결은 O 원자를 통해 일어나고,
이때 또한, 라디칼 P1-Sp1-, P2-Sp2- 및 P3-Sp3- 중 하나 이상은 라디칼 Raa를 나타낼 수 있되, 단, 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 분지쇄 알킬(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 각각 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 임의적으로 일불화되거나 다중불화된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 또는 알킬카보닐옥시(여기서, 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 가짐)를 나타내고;
R0 및 R00은, 각각 서로 독립적으로, H, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고;
Ry 및 Rz는, 각각 서로 독립적으로, H, F, CH3 또는 CF3를 나타내고;
Zp1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-를 나타내고;
Zp2 및 Zp3은, 각각 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n3-를 나타내고, 이때 n3는 2, 3 또는 4이고;
L은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 임의적으로 일불화 또는 다중불화된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 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.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 혼합물 또는 상기 성분 (C)는 하기 화학식 P10-1의 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00212
상기 식에서, 매개변수들은 상기 기술된 바와 같이 정의되고, P1 및 P2는 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 P10-1의 화합물은 하기 하위화학식의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00213
상기 식에서, n4는, 각각 서로 독립적으로, 2 내지 10, 바람직하게는 3, 4, 5 또는 6의 정수를 나타낸다.
화학식 I 및 P의 중합가능 화합물은 또한, 개시제가 없는 중합에 적합하며, 이는 상당한 이점(예를 들어, 더 낮은 재료비, 및 특히, 가능한 잔량의 개시제 또는 이의 분해 생성물로 인한 액정 매질의 오염 감소)과 관련된다. 따라서, 상기 중합은 또한 개시제의 첨가 없이 수행될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은 중합 개시제를 포함하지 않는다.
상기 중합가능한 성분 (C) 또는 상기 전체 액정 매질은 또한, 예를 들어 저장 또는 운송 동안 RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해, 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다. 예를 들어, 이르가녹스(Irganox)(등록상표) 시리즈(바스프 에스이(BASF SE))로부터의 시판 안정화제, 예컨대, 이르가녹스(등록상표) 1076이 특히 적합하다. 안정화제가 사용되는 경우, 이의 비율은, RM 또는 중합가능한 성분의 총량을 기준으로, 바람직하게는 10 내지 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 1000 ppm이다.
본 발명에 따른 매질은 바람직하게는, 본 발명에 따른 화학식 P의 화합물을 포함하는 성분 (C)의 화합물을 0.01 내지 10%, 특히 바람직하게는 0.05 내지 7.5%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 5% 포함한다. 상기 매질은 바람직하게는, 본 발명에 따른 화학식 P의 화합물을 1, 2 또는 3개, 더욱 바람직하게는 1 또는 2개, 가장 바람직하게는 1개 포함한다.
적합한 첨가제를 사용하여, 본 발명에 따른 액정 상은, 지금까지 개시된 모든 유형의 액정 디스플레이 소자에서 사용될 수 있도록 하는 방식으로 개질될 수 있다. 상기 유형의 첨가제는 당업자에게 공지되어 있고, 문헌[H. Kelker and R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980]에 자세하게 기재되어 있다. 예를 들어, 유색의 게스트-호스트(guest-host) 시스템의 제조를 위해 다색성 염료를 첨가하거나, 네마틱 상의 유전 이방성, 점도 및/또는 정렬을 개질하기 위한 성분을 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 매질은 그 자체로 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 상기 성분들은, 바람직하게는 승온에서 서로 용해된다.
따라서, 본 발명은 또한, 전술된 바와 같은 메소젠성 또는 액정 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 성분 (B)와 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 혼합하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 적어도,
· 픽셀 영역에서 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기 위해 픽셀 전극 및 공통 전극을 포함하는 제 1 기판을 제공하는 단계;
· 상기 제 1 기판에 대향하여 배치되는 제 2 기판을 제공하는 단계;
· 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에, 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 성분 (B) 및 임의적으로 성분 (C)를 포함하는 액정 혼합물을 개재하는 단계;
· 상기 액정 혼합물을 선형 편광된 광으로 조사하여, 상기 액정의 광 배향을 유발하는 단계; 및
· 450 nm 이하의 파장을 갖는 자외선 광 또는 가시광을 조사함으로써, 상기 액정 혼합물의 중합가능 화합물을 경화시키는 단계
를 포함하는 액정 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 액정 디스플레이의 제조를 위한, 본 발명에 따른 액정 혼합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 전술된 방법에 의해 제조된 액정 디스플레이에 관한 것이다.
하기에서, 본 발명에 따른 제조 방법이 자세히 기술된다.
상기 제 1 기판은, 픽셀 영역에서 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기 위해 픽셀 전극 및 공통 전극을 포함한다. 하나의 기판 상에 2개 이상의 전극을 갖는 다양한 종류의 디스플레이가 당업자에게 공지되어 있으며, 여기서 가장 중요한 차이점은, 상기 픽셀 전극 및 상기 공통 전극 둘 다가 구조회되거나(IPS 디스플레이의 경우 전형적임), 상기 픽셀 전극만 구조화되고 상기 공통 전극은 비구조화된다(FFS 디스플레이의 경우)는 점이다.
본 발명이, 픽셀 영역 내에서 제 1 전극의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기에 적합한 임의의 종류의 전극 구조(즉, 전술된 IPS뿐만 아니라 FFS 디스플레이)를 언급함을 이해해야 한다.
본 발명에 따른 방법은, 상기 방법 동안 또는 이후에, 본 발명에 따른 액정 혼합물과 접촉하는 기판 또는 표면의 물질의 종류에 독립적이다. 상기 기판 또는 표면에 사용되는 물질의 예는 유기 중합체, 예컨대 폴리이미드, 인듐 주석 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드(IZO), 규소 나이트라이드(SiNx) 및 규소 다이옥사이드(SiO2)이다. 상기 방법은 특히, 액정과 접촉하는 표면들 중 하나 이상의 상부에 폴리이미드 층을 갖지 않는 기판을 포함하는 디스플레이에 사용하기에 적합하다.
하나 이상의 기판이 폴리이미드 층을 포함하는 경우, 폴리이미드는 러빙되거나 러빙되지 않을 수 있으며, 바람직하게는 러빙되지 않는다.
따라서, 본 발명은, 러빙되거나 비-러빙된 폴리이미드 층(바람직하게는, 비-러빙된 폴리이미드 층)을 기판이 포함하는, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 디스플레이에 관한 것이며, 이때 상부 및 하부 기판 중 단지 하나 또는 둘 다가 폴리이미드 층을 포함하지 않는다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 액정 조성물은 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 주입되거나, 제 1 및 제 2 기판을 조합한 후 모세관력에 의해 상기 셀 내로 충전된다. 대안적 실시양태에서, 상기 액정 조성물은, 제 1 기판 상에 상기 액정 조성물을 적재한 후, 제 2 기판을 제 1 기판에 조합함으로써, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재될 수 있다. 바람직하게는, 상기 액정은, 예를 들어 일본 특허 출원 제 S63-179323 호 및 일본 특허 출원 제 H10-239694 호에 개시된 바와 같이 ODF("one drop filling") 공정으로서 공지된 공정에서 제 1 기판 상에 점적식으로(dropwise), 또는 잉크젯 인쇄(IJP) 방법을 이용하여 분배된다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법은, 패널 안쪽에서 액정 매질을 균일하게 재분배시키기 위해, 디스플레이 패널 안쪽의 액정을 소정의 시간 동안 휴지(rest)시키는 공정 단계(본원에서 "어닐링"으로서 지칭됨)를 포함한다.
그러나, 상기 어닐링 단계를 이전 단계(예컨대, 모서리 밀봉제(edge sealant) 사전-경화)와 조합하는 것도 마찬가지로 바람직하다. 이 경우, "별도의" 어닐링 단계가 전혀 필요하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이를 제조하기 위해, 화학식 I의 광반응성 메소젠을 바람직하게는 패널 내에서 재분배시킨다. 충전 및 조립이후, 디스플레이 패널을 1분 내지 3시간, 바람직하게는 2분 내지 1시간, 가장 바람직하게는 5분 내지 30분 동안 어닐링한다. 어닐링은 바람직하게는 실온에서 수행한다.
대안적 실시양태에서, 어닐링을 승온, 바람직하게는 20℃ 초과 140℃ 미만, 더욱 바람직하게는 40℃ 초과 100℃ 미만, 가장 바람직하게는 50℃ 초과 80℃ 미만에서 수행한다.
바람직한 실시양태에서, 디스플레이의 충전, 어닐링, 광정렬 및 중합가능 화합물의 경화의 공정 단계 중 하나 이상을 액정 호스트 혼합물의 등명점 초과의 온도에서 수행한다.
액정 패널 안쪽의 액정의 광정렬 동안, 상기 디스플레이 또는 액정 층을 선형 편광된 광에 노출시킴으로써 이방성을 유도한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 제 1 단계에서, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 광반응성 성분 (A)를 선형 편광된 광을 사용하여 광정렬시키고, 제 2 단계에서, 선형 편광되거나 편광되지 않은 UV 광을 사용하여 추가로 경화시킨다. 제 2 단계에서, 임의적 성분 (C) 역시 추가로 경화된다.
또다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 방법에 따라 적용되는 선형 편광된 광은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 광반응성 성분 (A)의 광정렬 및 광경화 및 중합가능한 성분 (C)(존재하는 경우)의 광경화를 동시에 가능하게 하는 자외선 광이다.
화학식 I의 광반응성 화합물의 광정렬, 화학식 I의 화합물의 중합가능 기의 경화, 및 임의적 화학식 P의 중합가능 화합물의 경화는 동시에 또는 단계별로 수행될 수 있다. 상기 방법이 상이한 단계들로 분할되는 경우, 개별적인 단계는 동일한 온도에서 또는 상이한 온도에서 수행될 수 있다.
광정렬 및 경화 단계(들) 이후, 미반응된 중합가능 화합물을 제거하기 위해, 감소된 온도에서 UV-광 및/또는 가시광(이들 둘 다 선형 편광되거나 편광되지 않음)으로 조사함으로써, 소위 "후-경화" 단계를 임의적으로 수행할 수 있다. 후-경화는 0℃ 초과 내지 사용된 액정 혼합물의 등명점 미만, 바람직하게는 20℃ 초과 60℃ 미만, 가장 바람직하게는 20℃ 초과 40℃ 미만에서 수행된다.
상기 중합가능 화합물은 임의적으로, 전계를 인가하여 중합되거나 가교결합된다(중합가능 화합물이 2개 이상의 중합가능 기를 함유하는 경우). 중합은 하나 이상의 단계로 수행될 수 있다.
상기 성분 (C)에 적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들어, 열중합 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 광중합이다. 또한, 하나 이상의 개시제가 임의적으로 첨가될 수 있다. 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어, 시판 광개시제 이르가큐어(Irgacure) 651(등록상표), 이르가큐어 184(등록상표), 이르가큐어 907(등록상표), 이르가큐어 369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure) 1173(등록상표)(바스프 에스이)이다. 개시제가 사용되는 경우, 이의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 전광 액정 디스플레이 소자에 관한 것이며, 이는 바람직하게는 수평 정렬된다. 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 디스플레이는 IPS 또는 FFS 모드이다.
본원 명세서에 따른 본 발명의 실시양태 및 변형의 다른 조합이, 첨부된 청구범위로부터 발생한다.
본 발명은 하기 작업 실시예를 참조하여 더 자세히 하기에 기술되지만, 본 발명이 이에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는, 일반적인 설명에 자세히 제시되지 않은 것을 작업 실시예의 세부사항으로부터 알아내고, 이를 포괄적인 전문 지식에 따라 일반화하고, 특정 문제에 적용할 수 있을 것이다.
통상적이고 주지된 약어 이외에, 하기 약어가 사용된다:
C: 결정질 상; N: 네마틱 상; Sm: 스멕틱 상; I: 등방성 상.
이들 기호 사이의 숫자는 관련 성분의 전이 온도를 나타내는 것이다. 온도 데이터는, 달리 제시되지 않는 한, ℃ 단위이다.
물리적, 물리화학적 또는 전광 매개변수는, 특히 문헌["Merck Liquid Crystals - Licristal® - Physical Properties of Liquid Crystals - Descrip-tion of the Measurement Methods", 1998, Merck KGaA, Darmstadt]에 기술된 바와 같은, 일반적으로 공지된 방법에 의해 결정된다.
상기 및 하기에서, Δn은 광학 이방성(589 nm, 20℃)을 나타내고, Δε은 유전 이방성(1 kHz, 20℃)을 나타낸다. 유전 이방성 Δε은 20℃ 및 1 kHz에서 결정된다. 광학 이방성 Δn은 20℃ 및 589.3 nm의 파장에서 결정된다.
본 발명에 따른 화합물의 Δε 및 Δn 값 및 회전 점도(γ1)는, 5 내지 10%의, 본 발명에 따른 각각의 화합물, 및 90 내지 95%의, 시판 액정 혼합물 ZLI-2857(Δε의 경우) 또는 ZLI-4792(Δn 및 γ1의 경우)(혼합물, 독일 다름스타트 소재의 메르크 카게아아(Merck KGaA))로 이루어진 액정 혼합물로부터 선형 외삽법에 의해 수득된다.
본 발명에 사용되는 화합물은, 예를 들어 문헌(예컨대, 표준 작업에서의 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart])에 기술된 바와 같이, 그 자체로 공지된 방법에 의해, 공지되고 상기 반응에 적합한 반응 조건 하에, 정확히 제조된다. 본원에서 더 자세히 언급되지 않은, 그 자체로 공지된 변형을 사용할 수도 있다.
본 발명 및 특히 하기 실시예에서, 메소젠성 화합물의 구조는, 두문자로도 지칭되는 약어로 표시된다. 이러한 두문자에서, 화학식은 하기 표 A 내지 C를 사용하여 약기된다. 모든 CnH2n+1, CmH2m+1 및 ClH2l+1 또는 CnH2n-1, CmH2m-1 및 ClH2l-1 기는, 각각 n, m 및 l개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일, 바람직하게는 1E-알켄일을 나타낸다. 하기 표 A는 화합물의 중심 구조의 고리 요소에 대해 사용되는 코드를 열거하며, 하기 표 B는 연결 기를 나타낸다. 하기 표 C는 좌측 및 우측 말단 기에 대한 코드의 의미를 제시한다. 두문자는, 임의적 연결 기를 갖는 고리 요소에 대한 코드, 및 이어서 첫 번째 하이픈, 및 좌측 말단 기에 대한 코드, 및 두 번째 하이픈, 및 우측 말단 기에 대한 코드로 구성된다. 하기 표 D는 화합물들의 예시적인 구조와 이들 각각의 약어를 함께 도시한다.
표 A. 고리 요소
Figure pct00214
Figure pct00215
Figure pct00216
표 B. 연결 기
Figure pct00217
표 C. 말단 기
Figure pct00218
Figure pct00219
상기 식에서, n 및 m은 각각 정수이고, 3점 표시 "..."는 상기 표로부터의 다른 약어들에 대한 이격 표시(place-holder)이다.
하기 표는 예시적 구조들 및 이들의 개별적 약어를 나타낸다. 이는 상기 약어들에 대한 규칙의 의미를 예시하기 위해 제시된다. 이는 또한, 바람직하게 사용되는 화합물들을 나타낸다.
표 D. 예시적 구조
Figure pct00220
Figure pct00221
Figure pct00222
Figure pct00223
Figure pct00224
Figure pct00225
Figure pct00226
Figure pct00227
Figure pct00228
Figure pct00229
Figure pct00230
Figure pct00231
Figure pct00232
Figure pct00233
Figure pct00234
Figure pct00235
Figure pct00236
Figure pct00237
Figure pct00238
Figure pct00239
Figure pct00240
상기 식에서, n, m 및 l은 바람직하게는, 서로 독립적으로, 1 내지 7을 나타낸다.
하기 표(표 E)는 본 발명에 따른 메소젠성 매질에 추가적인 안정화제로서 사용될 수 있는 예시적 화합물들을 도시한다.
하기 표 E는, 본 발명에 따른 액정 매질에 추가적 안정화제로서 사용될 수 있는 예시적 화합물을 도시한다.
표 E(이때, n은 1 내지 12, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8의 정수를 나타내고, 말단 메틸 기는 도시되지 않음)
Figure pct00241
Figure pct00242
Figure pct00243
Figure pct00244
Figure pct00245
Figure pct00246
Figure pct00247
상기 액정 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다.
하기 표 F는, 본 발명에 따른 메소젠성 매질에 키랄 도판트로서 바람직하게 사용될 수 있는 예시적 화합물을 도시하는 것이다.
표 F
Figure pct00248
Figure pct00249
Figure pct00250
.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은, 상기 표 F로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 메소젠성 매질은 바람직하게는, 상기 표로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는, 상기 표 D로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는, 바람직하게는 3개 이상, 특히 바람직하게는 4개 이상의 상이한 화학식의 개별적인 화합물을 7개 이상, 바람직하게는 8개 이상 포함한다.
이후로, 본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 자세히 및 구체적으로 기술되지만, 이러한 실시예가 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다.
실시예
화합물 실시예
합성 실시예
[4-[4-[4-[(E)-3-[2-메틸-4-(2-메틸프로프-2-에노일옥시)페녹시]-3-옥소-프로프-1-엔일]페닐]페녹시]-2-(2-메틸프로프-2-에노일옥시메틸)부틸] 2-메틸프로프-2-에노에이트(13)의 합성
1.1. 다이에틸 3-(2-벤질옥시에틸)펜탄다이오에이트(1)의 합성
Figure pct00251
환류 하에, 13.8 mL(90 mmol)의 다이에틸 말로네이트를, 34.5 mL의 에탄올 중 나트륨 메틸레이트 용액(20%, 50 mmol)과 40 mL의 에탄올의 혼합물에 가했다. 2시간 후, 10 g(50 mmol)의 2-브로모에톡시메틸벤젠을 가하고, 밤새 계속 가열하였다. 냉각된 상기 반응 혼합물에, 물 및 MTB 에터를 부었다. 수성 층을 MTB 에터로 추출하였다. 합친 유기 층을 염수로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피(톨루엔; 톨루엔/MTB 에터(9:1))로 정제하였다. 단리된 물질을 진공 하에 증류시켰다(0.1 mbar, 116 내지 121℃).
1.2. 2-(2-벤질옥시에틸)프로판-1,3-다이올(2)의 합성
Figure pct00252
60 mL의 톨루엔 중 5 g(20 mmol)의 말로네이트(1)의 용액을, 8 mL의 톨루엔 중 930 mg(24 mmol)의 리튬 알루미늄 하이드라이드의 현탁액에 가했다. 3시간의 환류 후, 냉각된 상기 혼합물을 에틸 아세테이트로 켄칭하였다. 이 혼합물을 2 mol/L 염산(pH 3 내지 4)으로 산성화시켰다. 수성 층을 MTB 에터로 추출하였다. 합친 유기 층을 물로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피로 정제하였다(에틸 아세테이트).
1.3.[4-벤질옥시-2-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]-3급-부틸-다이메틸-실란( 3 )의 합성
Figure pct00253
실온에서 3.4 mL(25 mmol)의 트라이에틸 아민을, 2.1 g(10 mmol)의 상기 다이올(2)과 30 mL의 다이클로로메탄에 용해된 120 mg의 DMAP의 혼합물에 가했다. 이후, 3℃ 내지 4℃에서, 상기 반응 혼합물에, 15 mL의 다이클로로메탄 중 4.5 g(30 mmol)의 TBDMS-Cl의 용액을 가했다. 실온에서 16시간 동안 교반한 후, 이 혼합물을 물로 켄칭하였다. 합친 유기 층을 염수로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피로 정제하였다(n-헵탄/에틸 아세테이트(19:1)).
1.4. 4-[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시-메틸]-부탄-1-올( 4 )의 합성
Figure pct00254
13 mL의 에틸 아세테이트 중 500 mg(1 mmol)의 화합물 3의 용액을 실온에서 5% Pd/C를 사용하여 수소화시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피로 정제하였다(n-헵탄/에틸 아세테이트(구배)).
1.5. [4-(4-브로모페녹시)-2-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]-3급-부틸-다이메틸-실란( 5 )의 합성
Figure pct00255
250 mL의 THF 중 27 g(160 mmol)의 브로모페놀, 66 g(190 mmol)의 화학식 4 및 55 g(210 mmol)의 TPP의 용액에, 43 mL(218 mmol)의 3급-부틸 (NE)-N-3급-부톡시카보닐이미노카바메이트를 실온에서 가했다. 이를 18시간 동안 교반한 후, 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피(Bu-Cl)로 정제하였다.
1.6. 3급-부틸-[2-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]-4-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)페녹시]부톡시]-다이메틸-실란( 6 )의 합성
Figure pct00256
72 g(140 mmol)의 상기 브로마이드(5), 44 g(170 mmol)의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-1,3,2-다이옥사보롤란, 41 g의 칼륨 아세테이트 및 3 g의 PdCl2-dppf의 혼합물에, 300 mL의 다이옥산을 가하고, 100℃에서 3시간 동안 교반하였다. 냉각된 상기 혼합물을 물 및 MTB 에터로 희석하였다. 유기 층을 염수로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피(클로로부탄/MTB 에터(9:1))로 정제하였다.
1.7. 메틸 (E)-3-[4-[4-[4-[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노에이트( 7 )의 합성
Figure pct00257
21 g(90 mmol)의 상기 메틸 (E)-3-(4-브로모페닐)프로프-2-에노에이트, 50 g의 상기 보론산 에스터(6), 37 g(270 mmol)의 나트륨 메타보레이트 사수화물, 1.2 g의 비스(트라이페닐 포스핀)-팔라듐(II) 클로라이드를 50 mL의 물 및 100 mL의 THF와 혼합하였다. 여기에, 133 mg(80%ig)의 하이드라지늄 하이드록사이드를 가하고, 이 혼합물을 80℃에서 밤새 교반하였다. 냉각된 상기 혼합물을 1M 염산으로 중화시키고, 물 및 MTB 에터로 희석하였다. 유기 층을 염수로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피(클로로부탄)로 정제하였다.
1.8. (E)-3-[4-[4-[4-[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]페닐]페닐]프로프-2-엔산( 8 )의 합성
Figure pct00258
48.1 g(80 mmol)의 상기 에스터(7)를 190 mL의 메탄올 및 95 mL의 THF에 용해시켰다. 100 mL의 나트륨 하이드록사이드(2 mol/L)를 가하고, 이 혼합물을 37℃에서 밤새 교반하였다. 냉각된 상기 혼합물을 얼음에 붓고, 2 mol/L 염산으로 중화시키고, MTB 에터로 추출하였다. 유기 층을 염수로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다.
1.9. (4-벤질옥시-3-메틸-페녹시)-트라이이소프로필-실란( 9 )의 합성
Figure pct00259
실온에서 4.8 g mL(50 mmol)의 트라이에틸 아민을, 50 mL의 다이클로로메탄에 용해된 7.0 g(34 mmol)의 4-(벤질옥시)-3-메틸페놀 및 210 mg의 DMAP의 혼합물에 가했다. 이후, 이 반응 혼합물에 9.4 mL(42 mmol)의 TBDMS-Cl을 3℃ 내지 4℃에서 가했다. 16시간 동안 실온에서 교반한 후, 이 혼합물을 물로 켄칭하였다. 합친 유기 층을 염수로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피(톨루엔)로 정제하였다.
1.10. 2-메틸-4-트라이이소프로필실릴옥시-페놀(10)
Figure pct00260
120 mL의 THF 중 12.2 g(30 mmol)의 화합물 9의 용액을 실온에서 1시간 동안 수소화시켰다(촉매: 5% Pd/C 염기성). 이후, 용매를 증발시켰다. 잔사를 실리카 크로마토그래피(톨루엔)로 정제하였다.
1.11. (2-메틸-4-트라이이소프로필실릴옥시-페닐) (E)-3-[4-[4-[4-[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[3급-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노에이트( 11 )의 합성
Figure pct00261
10 mL의 다이클로로메탄 중 1.7 g(2.9 mmol)의 상기 신남산(8) 및 920 mg(3.2 mmol)의 상기 페놀(10)의 용액에, 71 mg의 DMAP를 가했다. 이후, 이 반응 혼합물에, 670 mg(3.5 mmol)의 N-(3-아디미르틸(아디미르틸)아미노프로필)-N'-에틸 카보다이이미드 하이드로클로라이드를 한꺼번에 가했다. 이 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 이 혼합물을 실리카 겔(다이클로로메탄)을 통해 여과하고, 실리카 크로마토그래피(다이클로로메탄)로 정제하였다.
1.12. (4-하이드록시-2-메틸-페닐) (E)-3-[4-[4-[4-하이드록시-3-(하이드록시메틸)부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노에이트( 12 )의 합성
Figure pct00262
12 mL의 다이클로로메탄 중 1.6 g(98%), 1.8 mmol)의 상기 에스터(11)의 용액을 10℃ 미만의 온도에서 3 mL의 트라이에틸아민 트리스하이드로플루오라이드로 처리하였다. 이 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 이 반응 혼합물을 다이클로로메탄으로 희석하고, 물에 부었다. 수성 층을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기 층을 합치고, 톨루엔으로 희석하였다. 용매를 제거하여, 조 생성물을 건조시켰다. 조 생성물을 아세토나이트릴에 현탁시키고, 가열 환류시켰다. 상기 현탁액으로부터 고체를 단리하였다.
1.13. [4-[4-[4-[(E)-3-[2-메틸-4-(2-메틸프로프-2-에노일옥시)페녹시]-3-옥소-프로프-1-엔일]페닐]페녹시]-2-(2-메틸프로프-2-에노일옥시메틸)부틸] 2-메틸프로프-2-에노에이트( 13 )의 합성
Figure pct00263
700 mg(1.5 mmol)의 화합물 12, 56 mg의 DMAP, 1 mL의 메타크릴산 및 30 mL의 다이클로로메탄의 혼합물을 10℃ 미만의 온도에서 25 mL의 다이클로로메탄 중 1.8 g(11 mmol)의 N-(3-아디미르틸아미노프로필)-N'-에틸 카보다이이미드의 용액으로 처리하였다. 얼음으로 냉각 하에 30분 동안 교반한 후, 이 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 이 반응 혼합물을 실리카 겔(다이클로로메탄)을 통해 여과하였다. 분획을 함유하는 생성물을 합치고, 용매를 증발시켰다. 생성물을 6℃에서 아세토나이트릴/THF로부터 결정화시켜 정제하였다.
상 순서: K 117 N (94.7) I.
1H NMR (500 MHz, 클로로폼-d) δ 7.94 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 7.66 (q, J = 8.5 Hz, 4H), 7.61 - 7.56 (m, 2H), 7.15 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.09 - 6.98 (m, 4H), 6.70 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 6.37 (t, J = 1.2 Hz, 1H), 6.14 (q, J = 1.2 Hz, 2H), 5.78 (t, J = 1.6 Hz, 1H), 5.60 (p, J = 1.5 Hz, 2H), 4.34 - 4.26 (m, 4H), 4.16 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 2.50 (p, J = 6.3 Hz, 1H), 2.26 (s, 3H), 2.09 (d, J = 1.5 Hz, 3H), 2.05 - 1.94 (m, 8H).
전술된 절차에 따라 또는 이와 유사하게, 하기 화합물을 수득하였다:
Figure pct00264
Figure pct00265
Figure pct00266
Figure pct00267
Figure pct00268
Figure pct00269
Figure pct00270
Figure pct00271
Figure pct00272
Figure pct00273
Figure pct00274
Figure pct00275
Figure pct00276
Figure pct00277
Figure pct00278
비교 화합물
Figure pct00279
네마틱 호스트 혼합물
네마틱 액정 호스트 혼합물 N-1 내지 N-15를 하기 표에 제시된 바와 같이 제조하였다:
Figure pct00280
Figure pct00281
Figure pct00282
Figure pct00283
Figure pct00284
Figure pct00285
Figure pct00286
Figure pct00287
Figure pct00288
Figure pct00289
Figure pct00290
Figure pct00291
Figure pct00292
Figure pct00293
Figure pct00294
Figure pct00295
디스플레이 셀의 제조
달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 6.4 μm의 스페이서 비즈 및 XN-1500T 밀봉제를 사용하여 0.7 mm의 코닝(Corning) AF 유리로 디스플레이 셀을 제조하였다.
전광 측정을 위해, 3 μm 두께의 무-PI IPS 셀을 에스디-테크(SD-tech)로부터 시판되는 기판으로 제조하고, 5 μm의 전극 간격 및 3 μm의 전극 폭을 갖는 ITO 전극을 사용하여 셀 내로 구성하였다.
상기 셀을 손으로 조립하고, 이어서 35 mW/cm2의 옴니큐어(Omnicure) 2000 수은 램프를 사용하여 경화시키고, 조사력(irradiation power)을 옵시텍(Opsytec) UV 패드-e 분광복사기(spectroradiometer)로 측정하였다.
혼합물 실시예
본 발명에 따른 네마틱 액정 혼합물 M-1 내지 M-64를, 상기 열거된 네마틱 호스트 혼합물 N-1 내지 N-15 및 화학식 I의 광정렬 첨가제로부터, 하기 표에 제시된 조성에 따라 제조하였다.
Figure pct00296
Figure pct00297
추가적으로, 비교용으로, 본 발명에 따른 네마틱 액정 혼합물 CM-1 내지 CM-6을, 상기 열거된 네마틱 호스트 혼합물 N-1 및 종래 기술에 따른 광정렬 첨가제로부터 제조하였다. 이의 조성은 하기 표에 제시된다.
Figure pct00298
셀 충전 및 경화
달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 선택된 액정 혼합물을 모세관 작용을 이용하여 실온에서 모세관 충전하고, 100℃에서 1시간 동안 어닐링시키고, 이어서 선형 편광된 UV 광(35 mW/cm2)을 사용하여 동일한 온도에서 제시된 시간 동안 조사하였다. 이어서, 상기 셀을 실온으로 냉각시켰다. 그 다음, 라이트 박스(light box) 상의 교차 편광자들 사이에서 정렬 품질을 연구하였다.
Figure pct00299
(주) 정렬 품질: (++) 탁월, (+) 우수, (o) 허용가능, (-) 불량.
비교용 혼합물 실시예 CM-2 및 CM-7에도 불구하고, 모든 혼합물로 탁월한 균일한 평면 정렬이 달성되었다. CRM-1을 포함하는 혼합물을 사용하는 경우, 1% 미만의 농도에서 최적 암 상태 수준에 도달할 수 없었다.
혼합물 CM-7을 사용한 비교 실험에서, 모든 편광자 구성 하에, 비균질 투과 상태가 관찰되었다.
또한, 본 발명에 따른 혼합물 M-1, M-2, M-4, M-5, M-7, M-9, M-11, M-14, M-17, M-20, M-22에 기초한 실시예로부터의 결과를, CM-2, CM-3, CM-5, 및 CM-6에 기초한 비교 실시예(모두 호스트 혼합물 N-1 사용)로부터의 결과와 비교시, 광정렬 첨가제의 양이 감소될 수 있거나 경화 과정이 유리하게 촉진될 수 있음을 알 수 있다.
VHR 측정
달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 선택된 액정 혼합물을 모세관 작용을 이용하여 실온에서 모세관 충전하고, 100℃에서 1시간 동안 어닐링시키고, 이어서 동일한 온도에서, 추가로 360 nm 길이의 통과 필터(320 내지 360 nm의 더 짧은 컷오프 파장)를 이용하거나 상기 필터 없이, 320 내지 500 nm의 빌트인 필터를 갖는 옴니큐어 S2000 수은 램프로부터의 선형 편광된 UV 광(35 mW/cm2)을 사용하여, 제시된 시간 동안 조사하였다. 이어서, 상기 셀을 실온으로 냉각시켰다. 그 다음, 토요(Toyo) LCM-1 액정 물질 특징 측정 시스템을 사용하여 VHR을 연구하였다. 달리 기술되지 않는 한, VHR 측정은 문헌[T. Jacob, U. Finkenzeller in "Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals", 1997.]에 기술된 바와 같이 수행하였다.
경화 후, 360 nm 컷오프 필터를 사용하지 않고 100℃, 60 Hz 및 1 V에서 측정된 VHR
Figure pct00300
경화 후 360 nm 컷오프 필터를 사용하여, 100℃, 60 Hz 및 1 V에서 측정된 VHR
Figure pct00301
상기 제시된 표들로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 시험 셀의 VHR은, 상기 시험 셀을 조사하면서 360 nm 컷오프 필터를 이용함으로써 상당히 개선될 수 있다. 본 발명에 따른 시험 셀에 비해, 비교용 혼합물 CM-1 내지 CM-6을 사용한 시험 셀은, 360 nm 컷오프 필터를 이용한 경화 후 아무런 균일한 정렬을 나타내지 않았다.

Claims (27)

  1. 하기 화학식 I의 화합물:
    Figure pct00302

    상기 식에서,
    A11은,
    a) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 및
    b) 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 군:
    Figure pct00303

    (이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 달일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음)
    으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고,
    A는, 각각의 경우, 각각 서로 독립적으로, A11에 대한 의미 중 하나를 갖거나, 또는
    a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는
    b) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로퓨란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일(이들 각각은 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음)로 이루어진 군
    이고, 이때
    L은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, -NO2, SF5, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rz)2, -C(=O)Rz, -N(Rz)2, 임의적으로 치환된 실릴, 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있음), 또는 X21-Sp21-R21을 나타내고,
    M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHRz- 또는 -CRyRz-를 나타내고,
    Ry 및 Rz는, 각각의 경우, 각각 서로 독립적으로, H, CN, F 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있고,
    Y11 및 Y12는, 각각의 경우, 각각 서로 독립적으로, H, F, 페닐 또는 임의적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
    Z는, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 단일 결합, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -(CH2)n-, -CF2CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CO-S-, -S-CO-, -CS-S-, -S-CS-, -S-CSS- 또는 -C≡C-를 나타내고,
    n은 2 내지 8의 정수를 나타내고,
    o 및 p는, 각각 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고,
    X11 및 X21은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 단일 결합, -CO-O-, -O-CO-, -O-COO-, -O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CF2-CF2-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CO-S-, -S-CO-, -CS-S-, -S-CS-, -S-CSS- 또는 -S-를 나타내고,
    Sp11 및 Sp21은, 각각의 경우, 각각 독립적으로, 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 스페이서 기를 나타내고, 이때 하나 이상의 비-인접 및 비-말단 CH2 기는 또한, O 원자들이 서로 인접하지 않도록 및 -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O- 및 -CH=CH-로부터 선택된 2개의 기가 서로 인접하지 않도록 하는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CF2-, -CF2O-, -OCF2- -C(OH)-, -CH(알킬)-, -CH(알켄일)-,-CH(알콕실)-, -CH(옥사알킬)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,
    R11은
    Figure pct00304
    기를 나타내고,
    Y는 H, F, 페닐 또는 임의적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
    R21은 R11, P, 할로겐, CN, 임의적으로 불화된 탄소수 15 이하의 알킬 또는 알켄일을 나타내고, 이때 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O-, -S-, -CO-, -C(O)O-, -O-C(O)- 또는 O-C(O)-O-로 대체될 수 있고,
    P는, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 중합가능 기이고,
    q 및 r은, 각각 독립적으로, 0 내지 8의 정수를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 I-1 내지 I-9의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 화합물:
    Figure pct00305

    Figure pct00306

    상기 식에서,
    R11, R21, A11, X11, X12, Y11, Y12, Sp11 및 Sp12는, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    A12 내지 A23은, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 A에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z11 내지 Z22는, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 가진다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 I-2-1의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 화합물:
    Figure pct00307

    상기 식에서,
    Y, R21, X21, 및 Sp21은, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z11은 제 1 항에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    r 및 q는, 각각 및 서로 독립적으로, 1, 2 또는 3을 나타내고,
    s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    A12 및 A21은, 각각 및 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)로 이루어진 군을 나타낸다.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 I-3-1, 1-3-2 및 I-3-3의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 화합물:
    Figure pct00308

    Figure pct00309

    상기 식에서,
    Y, R21, X21, 및 Sp21은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 제 1 항에서 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z21은 제 1 항에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    r 및 q는, 각각 및 서로 독립적으로, 1, 2 또는 3을 나타내고,
    s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    A21 및 A22는, 각각 및 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타낸다.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 I-4-1의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 화합물:
    Figure pct00310

    상기 식에서,
    Y, R21, X21, 및 Sp21은, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z11 및 Z21은, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    r 및 q는, 각각 및 서로 독립적으로, 1, 2 또는 3을 나타내고,
    s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    A12, A21 및 A22는, 각각 및 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타낸다.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화합물이 하기 화학식 I-5-1의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 화합물:
    Figure pct00311

    상기 식에서,
    Y, R21, X21, 및 Sp21은, 각각의 경우, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z11, Z12 및 Z21은, 각각 및 서로 독립적으로, 제 1 항에서 Z에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    r 및 q는, 각각 및 서로 독립적으로, 1, 2 또는 3을 나타내고,
    s는 1 내지 6의 정수를 나타내고,
    A12, A13, A21 및 A22는, 각각 및 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 화학식 I 하에 상기 제시된 바와 같은 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 및 1,4-사이클로헥센일렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군을 나타낸다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 액정 혼합물에서의 용도.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 성분 (A), 및
    메소젠성(mesogenic) 또는 액정 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 성분 (B)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 혼합물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 혼합물 중 화학식 I의 화합물의 총 농도가 0.01 중량% 내지 10 중량% 범위인 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 액정 혼합물이, 중합가능 메소젠성 또는 중합가능 등방성(isotropic) 화합물을 하나 이상 포함하는 중합가능 성분 (C)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 중합가능 메소젠성 또는 중합가능 등방성 화합물의 농도가 0.01 중량% 내지 10 중량% 범위인 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 액정 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00312

    상기 식에서,
    Pa 및 Pb는, 각각 서로 독립적으로, 중합가능 기를 나타내고,
    Spa 및 Spb는, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, 스페이서 기를 나타내고,
    s1 및 s2는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1이고,
    A1 및 A2는, 각각 서로 독립적으로,
    a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 4,4'-바이사이클로헥실렌(이때 또한, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군,
    b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌(이때, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음)으로 이루어진 군,
    c) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로퓨란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일(이들 각각은 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음)로 이루어진 군,
    d) 하기로부터 선택되는, 포화되거나 부분적으로 불포화되거나 완전히 불포화되고 임의적으로 치환된 5 내지 20개의 환형 탄소 원자(이들 중 하나 이상은 또한 헤테로원자로 대체될 수 있음)를 갖는 다환형 라디칼(이때 또한, 이들 라디칼에서 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음)로 이루어진 군:
    Figure pct00313

    Figure pct00314

    으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고,
    n2는 0, 1, 2 또는 3이고,
    Z1은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -(CH2)n-(이때, n은 2, 3 또는 4임), -O-, -CO-, -C(R0R00)-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 단일 결합을 나타내고,
    L은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF5, 또는 각각의 경우 임의적으로 불화된 탄소수 12 이하의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
    R0 및 R00은, 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있고,
    M은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2-를 나타내고,
    Y1 및 Y2는, 각각 서로 독립적으로, R0에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 갖거나, Cl 또는 CN을 나타낸다.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이 음의 유전 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이, 하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00315

    상기 식에서,
    a는 1 또는 2이고,
    b는 0 또는 1이고,
    Figure pct00316
    는
    Figure pct00317
    를 나타내고,
    R1 및 R2는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
    Zx는 -CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -O-, -CH2-, -CH2CH2- 또는 단일 결합을 나타내고,
    L1 내지 L4는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, 또는 CHF2를 나타낸다.
  15. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이 양의 유전 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
  16. 제 15 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이, 하기 화학식 II 및 III의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00318

    상기 식에서,
    각각의 R20은, 동일하거나 상이하게, 탄소수 1 내지 15의 할로겐화되거나 비치환된 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 pct00319
    , -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,
    각각의 X20은, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SF5, SCN, NCS, 또는 각각 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
    Y20 내지 Y24는, 각각 동일하거나 상이하게, H 또는 F를 나타내고,
    W는 H 또는 메틸을 나타내고,
    Figure pct00320
    는, 각각 동일하거나 상이하게,
    Figure pct00321
    를 나타낸다.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 액정 혼합물이, 하기 화학식 XI 및 XII의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00322

    상기 식에서,
    R20, X20, W 및 Y20 내지 Y23은 제 16 항에서 화학식 III에 제시된 의미를 갖고,
    Figure pct00323
    는, 각각 서로 독립적으로,
    Figure pct00324
    를 나타내고,
    Figure pct00325
    는
    Figure pct00326

    Figure pct00327
    를 나타낸다.
  18. 제 8 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식 ZK의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00328

    상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:
    Figure pct00329
    는
    Figure pct00330

    Figure pct00331
    를 나타내고,
    Figure pct00332
    는
    Figure pct00333
    를 나타내고,
    R3 및 R4는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 또한, 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
    Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합을 나타낸다.
  19. 제 8 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00334

    Figure pct00335

    상기 식에서, 프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.
  20. 제 8 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이, 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00336

    상기 식에서,
    알킬 및 알킬*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
    알켄일 및 알켄일*는, 각각 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
  21. 제 8 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이, 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
    Figure pct00337

    Figure pct00338

    상기 식에서, 알킬*는 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼을 나타낸다.
  22. 제 8 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 액정 혼합물의 액정 디스플레이를 제조하기 위한 용도.
  23. 적어도,
    · 픽셀 영역에서 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기 위해 픽셀 전극 및 공통 전극을 포함하는 제 1 기판을 제공하는 단계;
    · 상기 제 1 기판에 대향하여 배치되는 제 2 기판을 제공하는 단계;
    · 제 8 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 액정 혼합물을 개재하는(interposing) 단계;
    · 상기 액정 혼합물을 선형 편광된 광으로 조사하여, 상기 액정의 광 배향을 유발하는 단계; 및
    · 450 nm 이하의 파장을 갖는 자외선 광 또는 가시광을 조사함으로써, 상기 액정 혼합물의 중합가능 화합물을 경화시키는 단계
    를 포함하는 액정 디스플레이의 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 선형 편광된 광이, 450 nm 이하의 파장을 갖는 자외선 광 또는 가시광인 것을 특징으로 하는, 방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 따른 방법에 의해 수득가능한 디스플레이.
  26. 제 25 항에 있어서,
    액정 호스트 혼합물이 전계의 적용 없이 수평(homogeneously) 정렬된, 디스플레이.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 디스플레이가 IPS 또는 FFS 디스플레이인, 디스플레이.
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