KR20210005122A

KR20210005122A - 액정 혼합물 및 액정 디스플레이

Info

Publication number: KR20210005122A
Application number: KR1020207033507A
Authority: KR
Inventors: 라르스 리차우; 시몬 지미아노브스키; 이즈미 사이토
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2021-01-13
Also published as: CN111971368A; US20210130693A1; US11352560B2; WO2019206787A1; EP3784755B1; EP3784755A1; CN111971368B; TW201943839A

Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다:

상기 식에서,
R¹¹, R²¹, A¹¹ _, A, Z, X¹¹, X²¹, Y¹¹, Y¹², Sp¹¹, Sp²¹, o 및 p는 청구항 1에 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
또한, 본 발명은 화학식 I의 화합물의 제조 방법, 상기 화합물의 LC 매질에서의 용도, 및 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 LC 매질의 제조 방법, 이러한 매질의 LC 디바이스에서의 용도, 및 본 발명에 따른 LC 매질을 포함하는 LC 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 액정 디스플레이의 제조 방법, 이러한 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:

상기 식에서,

R¹¹, R²¹, A¹¹ _, A, Z, X¹¹, X²¹, Y¹¹, Y¹², Sp¹¹, Sp²¹, o 및 p는 청구항 1에 기재된 의미 중 하나를 갖는다.

또한, 본 발명은 상기 화합물의 제조 방법, 상기 화합물의 LC 매질에서의 용도, 및 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 LC 매질의 제조 방법, 이러한 매질의 LC 디바이스에서의 용도, 및 본 발명에 따른 LC 매질을 포함하는 LC 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 액정 디스플레이의 제조 방법, 이러한 액정 디스플레이의 제조를 위한 본 발명에 따른 액정 혼합물의 용도에 관한 것이다.

액정 매질은 수십년 동안 정보 표시를 위하여 전광(electro-optical) 디스플레이에 사용되었다. 현재 사용되고 있는 액정 디스플레이는 대개 TN("비틀린 네마틱") 유형의 디스플레이이다. 그러나, 이러한 디스플레이는 콘트라스트(contrast)의 시야각 의존성이 강하다는 단점을 가지고 있다.

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 갖는다. 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 성분을 모두 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 일반적으로 폴리이미드 정렬 층을 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., Liquid Crystals 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 투과도를 갖는다.

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.

이러한 디스플레이에서는, 소량(예를 들어, 0.3 중량%, 전형적으로 1 중량% 미만)의 하나 이상의 중합가능한 화합물(들)을 액정 매질에 가하고, LC 셀에 도입한 후, 전압을 인가하거나 인가하지 않고, 전극들 사이에서 일반적으로 UV 광중합에 의해 동일 반응계 내에서 가교결합시킨다. 중합가능한 메소젠성 또는 액정 화합물(반응성 메소젠 또는 "RM"으로도 공지됨)을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 판명되었다. 지금까지의 PSA 기술은, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 주로 사용되었다.

달리 언급되지 않는 한, 용어 "PSA"는 하기에서 PS 디스플레이 및 PSA 디스플레이를 나타내는 것으로서 사용된다.

한편, PSA 원리는 다양한 종래의 LC 디스플레이에 사용되고 있다. 이에 따라, 예를 들면 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS 및 PSA-TN 디스플레이가 공지되어 있다. 상기 중합가능한 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 조작함으로써 제조를 상당히 단순화시키는 동시에 매우 양호한 콘트라스트와 함께 매우 양호한 투과도를 수득할 수 있다.

PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면 JP 10-036847 A, EP 1 170 626 A2, US 6,861,107, US 7,169,449, US 2004/0191428 A1, US 2006/0066793 A1 및 US 2006/0103804 A1에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면 문헌[T. -J-. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704] 및 문헌[S. H. Kim, L. -C-. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PSA-IPS 디스플레이는, 예를 들면 US 6,177,972 및 문헌[Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PSA-TN 디스플레이는, 예를 들면 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다. PSA-VA-IPS 디스플레이는, 예를 들면 WO 2010/089092 A1에 개시되어 있다.

전술된 통상의 LC 디스플레이와 마찬가지로, PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 구동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 집적화된 비-선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예컨대, 박막 트랜지스터("TFT"))에 의해 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 중합가능한 화합물이 PSA-VA에 사용되었다:

상기 식에서, P는 중합가능한 기, 예를 들어 US 7,169,449에 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.

따라서, 폴리이미드 층의 제조, 상기 층의 처리, 및 범프(bump) 또는 중합체 층을 사용한 개선을 위한 노력이 상대적으로 대단한다. 한편으로는 제조 비용을 낮추면서 다른 한편으로는 이미지 품질(시야각 의존성, 콘트라스트, 또는 반응 시간)을 최적화하는 것을 돕는 간소화 기술이 바람직할 것이다. 러빙된 폴리이미드는, 액정을 정렬시키기 위해 오랜 동안 사용되어 왔다. 러빙 공정은 수많은 문제를 유발한다: 무라, 오염, 정전기 문제, 잔해물(debris) 등.

광정렬은, 정렬 표면의 광-유도된 배향 오더링(orientational ordering)으로 러빙을 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 개선은, 폴리이미드의 사용을 완전히 피하는 것일 것이다. VA 디스플레이의 경우, 이는, WO 2012/104008 및 WO 2012/038026에 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:

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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, EP0763552에 개시된 바와 같은 하기 구조의 광-가교결합가능한 신나메이트는 종래 기술로부터 공지되어 있다:

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상기 화합물로부터, 예를 들어 하기 구조의 중합체가 수득될 수 있다:

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상기 물질은, WO 99/49360에 개시된 바와 같은 광정렬 방법에 사용되어, 액정용 배향 층을 제공하였다. 상기 방법에 의해 수득된 배향 층의 단점은, 상기 층이 폴리이미드에 비해 더 낮은 전압 보전율(VHR)을 제공한다는 것이다.

WO 00/05189에는, 예를 들어 광학 위상차판(retarder)을 위한, 중합가능한 LC 혼합물에 사용하기 위한 중합가능한 이반응성 메소젠성 신나메이트가 개시되어 있다:

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GB 2 306 470 A에는, 액정 중합체 필름 중의 성분으로서 사용하기 위한, 2개의 신남산 잔기를 포함하는 구조적으로 관련된 하기 구조식의 화합물이 개시되어 있다:

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이러한 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:

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WO 2017/102068 A1은 무-폴리이미드 수평 광정렬 방법을 위한 동일한 구조를 개시한다.

또한, 문헌[M.H. Lee et al. published in Liquid Crystals (https://doi.org/10.1080/02678292.2018.1441459)]은, 하기 화학식의 신나메이트를 함유하는 중합가능한 액정에 의해 유도되는 무-폴리이미드 수평 광정렬 방법을 개시한다:

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따라서, 선형 편광된 광에 의해 동일 반응계 내에서, 즉 디스플레이의 조립 후에 액정 혼합물의 광정렬을 가능케 하는 신규의 광반응성 메소젠에 대한 많은 요구가 존재한다.

이러한 요건 이외에, 상응하는 광반응성 메소젠은, 바람직하게는 동시에, 친화적 고 암 상태 및 친화적 고 전압 보전율을 갖는 액정 디스플레이를 제공해야 한다. 또한, 네마틱 LC 매질 중의 광반응성 메소젠의 양은 가능한 낮아야 하고, 제조 방법은, 예컨대 친화적인 짧은 공정 시간의 관점에서 통상의 대량 생산 공정과 상용성인 공정으로부터 수능가능해야 한다.

본 발명의 다른 목적은 이후의 발명의 상세한 설명으로부터 당업자에게 즉시 자명할 것이다.

놀랍게도, 본 발명자들은, 전술된 목표들 중 하나 이상이 청구항 1에 따른 화합물을 제공함에 의해 달성될 수 있음을 확인하였다.

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 조사 시 이량체화에 의해, 분자의 기하구조의 변화를 유발하는 물질의 작용 기이다.

본원에 사용된 용어 "메소젠성 기"는 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있고, 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 화합물 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, 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 포함함과 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, 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시; 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 또는 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 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 아릴-알킬옥시, 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 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 라디칼이며, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R^z)=C(R^z)-, -C≡C-, -N(R^z)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있다.

R^z는 바람직하게는 H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄, 분지쇄 또는 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 F로 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 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, 이러한 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. 이러한 유형의 고리 시스템은 또한, 예를 들어, 플루오렌 기본 구조 내에서의 경우와 같이, 개별적인 비-공액결합된 단위를 포함할 수 있다.

6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 아릴 기 및 2 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 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 바람직하되, 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 모(parent) 구조 벤젠, 페닐, 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, 단일 결합만을 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 비인접 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, 니트릴, 머캅토, 나이트로, 할로겐, C_1-12 알킬, C_6-12 아릴, C_1-12 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 니트릴이다.

달리 언급되지 않는 한, 바람직한 치환기(상기 및 하기에서 "L"로도 지칭됨)는 F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^z)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^z, -N(R^z)₂(이때, R^z는 상기 제시된 의미를 갖고, Y¹은 할로겐, 임의적으로 치환된 실릴 또는 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴을 나타냄), 및 1 내지 25개, 바람직하게는 2 내지 12개의 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)이다.

"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는, 할로겐, -CN, R^y1, -OR^y1, -CO-R^y1, -CO-O-R^y1, -O-CO-R^y1 또는 -O-CO-O-R^y1로 치환됨을 의미하고, 이때 R^y1은 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 I이다.

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

용어 "방향자"는 종래 기술에 공지되어 있고, 액정 분자의 긴 분자 축(칼라 미틱 화합물의 경우) 또는 짧은 분자 축(디스코틱 화합물의 경우)의 바람직한 배향 방향을 의미한다. 이러한 이방성 분자의 일축 오더링(ordering)의 경우, 방향자는 이방성의 축이다.

"정렬" 또는 "배향"이라는 용어는 "정렬 방향"으로 지칭되는 통상의 방향에서 소분자 또는 대분자의 단편과 같은 물질의 이방성 단위의 정렬(배향 오더링)과 관련된다. 정렬 층 또는 액정 물질에서는, 배향 방향이 물질의 이방성 축의 방향에 대응하도록 액정 방향자가 배향 방향과 일치한다.

액정 물질 층에서 "평면 정렬/정렬"이라는 용어는 예를 들어 액정 분자의 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 액정 분자의 단축(디스코틱 화합물의 경우)이 상기 층의 평면에 실질적으로 평행(약 180°)하게 배향되는 것을 의미한다.

액정 물질 층에서 "호메오트로픽 배향/정렬"이라는 용어는 예를 들어 액정 분자의 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 액정 분자의 단축(디스코틱 화합물의 경우)이 상기 층의 평면에 대해 약 80° 내지 90°의 각 θ("경사각")으로 배향되는 것을 의미한다.

예를 들어 액정 물질의 층에서의 액정 물질의 "균일한 배향" 또는 "균일한 정렬"이라는 용어는, 긴 분자 축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 짧은 분자 축(디스코틱의 경우 화합물)이 실질적으로 동일한 방향으로 배향되는 것을 의미한다. 즉, 액정 방향자의 라인은 평행하다.

달리 명시하지 않는 한, 본원에서 일반적으로 언급되는 광의 파장은 550 nm이다.

복굴절률(Δn)은 본원에서 하기 식으로 정의된다:

Δn = n_e- n_o

상기 식에서, n_e는 이상 굴절률이고, n_o는 정상 굴절률이고, 유효 평균 굴절률(n_av.)은 하기 식으로 주어진다.

n_av. = [(2n_o ² + n_e ²)/3]^1/2

이상 굴절률(n_e) 및 정상 굴절률(n_o)은 아베(Abbe) 굴절계를 사용하여 측정될 수 있다.

본원에서 "양의 유전율"이라는 용어는 Δε>3.0인 화합물 또는 성분에 사용되고, "중성 유전율"이라는 용어는 -1.5≤Δε≤3.0인 화합물 또는 성분에 사용되며, "음의 유전율"이라는 용어는 Δε<-1.5인 화합물 또는 성분에 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, 농도는 생성 매질이 적어도 그 특성을 결정할 수 있을 만큼 충분히 안정할 때까지 2배 감소한다. 그러나, 상기 결과의 유의성을 가능한 한 높게 유지하기 위해서는 상기 농도를 바람직하게는 5% 이상으로 유지해야 한다. 시험 혼합물의 커패시턴스는 수직(호메오트로픽) 정렬 및 수평 정렬을 가진 셀에서 측정한다. 상기 두 유형의 셀에서의 셀 갭은 약 20 μm이다. 인가된 전압은 주파수가 1 kHz이고 근평균제곱 값이 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V인 직사각형 파이지만, 이는 항상 각각의 시험 혼합물의 용량성 문턱 값 미만이 되도록 선택된다.

Δε은 (ε_∥-ε_⊥)으로 정의되고, ε_av.는 (ε_∥+2ε_⊥)/3으로 정의된다. 화합물의 유전율은 관심 화합물의 첨가시 호스트 매질의 각각의 값들의 변화로부터 결정한다. 이들 값을 100% 관심 화합물의 농도로 외삽한다. 전형적 호스트 매질은 ZLI-4792 또는 ZLI-2857이며, 둘다 다름슈타트 소재의 메르크로부터 시판된다.

본 발명에서,

는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,

는 1,4-페닐렌을 나타낸다.

본 발명에서, 기 -CO-O-, -COO- -C(=O)O- 또는 -CO₂-는 화학식

의 에스테르 기를 나타내고, 기 -O-CO- -OCO-, -OC(=O)-, -O₂C- 또는 -OOC-는 화학식

의 에스테르 기를 나타낸다.

또한, 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]은 본원의 액정 물질과 관련하여 정의되지 않은 용어에 적용된다.

상세하게는, 본 발명은 하기 화학식 I의 광반응성 메소젠에 관한 것이다:

상기 식에서,

A¹¹은 하기 그룹 a) 및 b)로부터 선택된 라디칼을 나타내고:

a) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌으로 이루어진 그룹[이때, 또한, 1 또는 2 개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음],

b) 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 그룹:

[이때, 또한, 이들 라디칼 내의 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],

A는 각각, 서로 독립적으로, 각각의 경우에 A¹¹에 대한 의미 중 하나를 갖거나 하기 a) 또는 b)를 나타내고:

a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥세닐렌으로 이루어진 그룹[이때, 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음], 또는

b) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로푸란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일로 이루어진 그룹[이때, 이들 각각은 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음],

단, 하나 이상의 A는

로 이루어진 라디칼의 그룹으로부터 선택되고[이때, 또한, 이들 라디칼 내의 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],

L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, -NO₂, SF₅, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^z)₂, -C(=O)R^z, -N(R^z)₂, 임의적으로 치환된 실릴, 6 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴, 또는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 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-, -CHR^z- 또는 -CR^yR^z-를 나타내고,

R^y 및 R^z는 각각, 서로 독립적으로, H, CN, F 또는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때, 또한, 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 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 불화된 알킬, 바람직하게는 H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸,

더욱 바람직하게는 H 또는 메틸,

특히 H를 나타내고,

Z는, 서로 독립적으로, 각각의 경우에, 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 독립적으로 0, 1 또는 2를 나타내되, 이때 o+p ≥ 1이고,

X¹¹ 및 X²¹은 서로 독립적으로, 각각의 경우에 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 각각 독립적으로, 각각의 경우에 단일 결합 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 포함하는 스페이서 기[이때 하나 이상의 비인접 및 비말단 CH₂ 기는 또한, 2 개의 O 원자들이 서로 인접하지 않고 -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O- 및 -CH=CH-로부터 선택된 2 개의 기가 서로 인접하지 않는 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, 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되는, 1 내지 20 개, 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌,

더욱 바람직하게는 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌을 나타내고,

R¹¹은 P를 나타내고,

R²¹은 P, 또는 할로겐, CN, 임의적으로 불화된 탄소수 15 이하의 알킬 또는 알켄일[이때 하나 이상의 비인접 CH₂-기는 -O-, -S-, -CO-, -C(O)O-, -O-C(O)-, O-C(O)-O-로 대체될 수 있음],

바람직하게는 P를 나타내고,

P는 각각 서로 독립적으로, 각각의 경우에 중합가능한 기를 나타낸다.

중합가능한 기 P는, 중합 반응, 예컨대 자유-라디칼 또는 이온성 쇄 중합, 중부가 또는 중축합에 적합하거나, 또는 중합체-유사 반응, 예를 들어 주요 중합체 쇄에 대한 부가 또는 축합 반응에 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 에폭사이드 기가 특히 바람직하다.

바람직한 기 P는 CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₃-CH=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-OCO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-OCO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃를 나타내고, W² 및 W³는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및W⁶는, 각각 서로 독립적으로, Cl, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은, 각각 서로 독립적으로, H, Cl 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe은, 임의적으로 하나 이상의 라디칼 L(상기 정의된 바와 같되, P-Sp-는 아님)로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k₁, k₂ 및 k₃는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고, k₃는 바람직하게는 1을 나타내고, k₄는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

특히 바람직한 P, P^a 및 P^b 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-,

로 이루어진 군으로부터 선택된다.

매우 특히 바람직한 P, P^a 및 P^b 기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 또한 비닐옥시, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이들 중 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기이다.

다른 바람직한 실시양태에서, 중합가능한 기 P는 하기 라디칼을 나타내고:

[상기 식에서,

Y는 H, F, 페닐 또는 임의적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬,

바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸,

더욱 바람직하게는 H 또는 메틸,

특히 H를 나타내고,

q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수를 나타내고, 바람직하게는 q+r ≥ 1 및 ≤ 16이고, 더욱 바람직하게는 q 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수를 나타내고,

P는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다],

바람직하게는 하기 기를 나타낸다:

상기 식에서, Y, q 및 r은 전술된 의미 중 하나를 갖는다.

화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹¹, R²¹, A¹¹, X¹¹, X¹², Y¹¹, Y¹², Sp¹¹, 및 Sp¹²는 상기 화학식 I에 기재된 의미 중 하나를 갖고,

A¹²내지 A²³은 상기 화학식 I에 기재된 A에 대한 의미 중 하나를 갖고,

Z¹¹내지 Z²²는 상기 화학식 I에 기재된 Z에 대한 의미 중 하나를 갖고,

단, A¹²내지 A²³ 중 하나 이상은

로 이루어진 라디칼의 그룹으로부터 선택되고,

이때, 또한, 이들 라디칼 내의 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 있다.

또한 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 하위화학식들의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹¹, R²¹, X¹¹, X²¹, Sp¹¹ 및 Sp²¹은 상기 화학식 I에 기재된 의미 중 하나를 갖고,

Z¹¹, Z¹² 및 Z²¹은 상기 화학식 I에 기재된 Z에 대한 의미 중 하나를 갖고,

A¹², A¹³ 및 A²¹ 및 A²²는 A에 대한 의미 중 하나를 갖고, 단, A¹² 내지 A²³ 중 하나 이상은

로 이루어진 라디칼의 그룹으로부터 선택되고,

상기 식에서,

Z¹¹ 내지 Z²¹은 상기 화학식 I에 기재된 Z에 대한 의미 중 하나를 갖고,

기

는, 각각 독립적으로,

이거나, 또는

, 또는

를 나타내고,

이때 L은 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃ 또는 COCH₃ 또는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 또는 X²¹-Sp²¹-R²¹이다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, Z¹¹ 및 Z¹²가 단일 결합인 것들이다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, Z¹¹ 및 Z¹²가 단일 결합이고, Z²¹이 가교 기 -O-CO-인 것들이다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, X¹¹ 및 X²¹이 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-, 더욱 바람직하게는 -O- 또는 단일 결합을 나타내는 것들이다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, Sp¹¹ 및 Sp²¹이 각각 독립적으로 단일 결합 또는 -(CH₂)_n-(이때, n은 1 내지 8의 정수, 더욱 바람직하게는 2 내지 6의 정수이다)을 나타내는 것들이다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은,

기

가 각각 독립적으로

를 나타내는 것들이고, 이때 L은 바람직하게는 F, OCH₃ 또는 COCH₃, 또는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실이다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, R¹¹ 및 R²¹이 각각 독립적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 하기 기를 나타내는 것들이다:

상기 식에서,

바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸,

더욱 바람직하게는 H 또는 메틸,

특히 H를 나타내고,

q 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수를 나타내고, 바람직하게는 q+r ≥ 1 및 ≤ 16이고, 더욱 바람직하게는 q 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수를 나타낸다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, R¹¹이 하기 기를 나타내는 것들이다:

상기 식에서,

Y는 H 또는 메틸,

특히 H를 나타내고,

q 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 8의 정수, 바람직하게는 1 또는 2를 나타내고,

이때, R¹¹은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다.

더욱 바람직한 화학식 I-2-1a 내지 I-5-1d의 화합물은, R¹¹ 및 R²¹이 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다.

특히 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 열거된 것들이다.

화학식 I 및 이의 하위화학식들의 화합물은 바람직하게는 WO 2017/102068 및 JP 2006-6232809에 기재된 절차에 따라 또는 이와 유사하게 합성된다.

바람직하게는 화학식 I의 화합물이 합성되는 바람직한 중간체 화합물(6, 12 및 15)은 하기 반응식에 기재된 절차에 따라 또는 이와 유사하게 수득가능하거나 수득된다.

화학식 I 및 이의 하위화학식들의 화합물은 바람직하게는, 하나 이상의 메소젠성 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는 혼합물에 사용될 수 있다.

그러므로, 본 발명은, 액정 혼합물에서의 화학식 I 및 이의 하위화학식들의 화합물의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 광정렬 성분 (A), 및 하나 이상의 메소젠성 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)(이후, 또한 "LC 호스트 혼합물"로도 불림)을 포함하는 액정 혼합물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 포함하는 성분 (A)를 0.01 내지 10%, 특히 바람직하게는 0.05 내지 5%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 3% 포함한다.

상기 매질은 바람직하게는 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 1, 2 또는 3종, 더욱 바람직하게는 1 또는 2종, 가장 바람직하게는 1종 포함한다.

바람직한 실시양태에서, 성분 (A)는 화학식 I의 화합물로 이루어진다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 호스트 혼합물(성분 B)은 하나 이상, 바람직하게는 2 개 이상의 저분자량(즉, 단량체성 또는 비중합된) 화합물을 포함한다. 후자는, 중합가능한 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 유전적으로 음성 또는 양성 LC 혼합물이다.

적합한 LC 혼합물은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기술되어 있다. 음의 유전 이방성을 갖는 VA 디스플레이를 위한 액정 매질은, 예를 들어 EP 1 378 557 A1에 기술되어 있다.

LCD 및 특히 IPS 디스플레이에 적합한, 양의 유전 이방성을 갖는 적합한 LC 혼합물은, 예를 들어, JP 07-181 439 (A), EP 0 667 555, EP 0 673 986, DE 195 09 410, DE 195 28 106, DE 195 28 107, WO 96/23 851, WO 96/28 521 및 WO2012/079676로부터 공지되어 있다.

본 발명에 따른 음의 또는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질의 바람직한 실시양태가 하기에 제시되며, 작업 실시예에 의해 더 자세히 설명된다.

상기 LC 호스트 혼합물은 바람직하게는 네마틱 LC 혼합물이며, 바람직하게는 키랄 LC 상을 갖지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은 음의 유전 이방성을 갖는 LC 호스트 혼합물을 포함한다. 이러한 액정 매질 및 대응 LC 호스트 혼합물의 바람직한 실시양태가 하기 a) 내지 z) 항목에 제시된다:

a) 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고;

b는 0 또는 1을 나타내고;

는

를 나타내고,

R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

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

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

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

화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 CY1 내지 CY33의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고;

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

알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

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

화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 PY1 내지 PY20의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

b) 하나 이상의 하기 화학식 ZK의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

R³및 R⁴는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,

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

화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 ZK1 내지 ZK10의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

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

화학식 ZK1 및 ZK3의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 ZK의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식들로부터 선택된다:

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:

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

R⁵ 및 R⁶는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

는

를 나타내고,

는

를 나타내고,

e는 1 또는 2를 나타낸다.

화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 DK1 내지 DK12로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

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

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

d) 하기 화학식 LY의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:

는

를 나타내고, 이때 하나 이상의 고리 F는 사이클로헥실렌이 아니고,

f는 1 또는 2를 나타내고;

R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;

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

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

바람직하게는, 라디칼 L¹ 및 L²가 둘 다 F를 나타내거나, 라디칼 L¹ 및 L² 중 하나가 F를 나타내고 나머지 하나가 Cl을 나타낸다.

화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 LY1 내지 LY24의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹은 상기에 정의된 바와 같고;

알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고;

v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

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

e) 하기 화학식 G1 내지 G4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

알킬은 C_1-6-알킬을 나타내고;

L^x는 H 또는 F를 나타내고;

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

X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.

f) 하기 화학식 Y1 내지 Y16로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R⁵는 R¹에 대해 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고,

알킬은 C_1-6-알킬을 나타내고;

d는 0 또는 1을 나타내고;

z 및 m은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

상기 화합물에서, R⁵는 특히 바람직하게는 C_1-6-알킬, C_1-6-알콕시 또는 C_2-6-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 선택되는 바이페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

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

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

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 하위화학식들의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬^*는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2e의 화합물을 하나 이상 포함한다.

h) 하기 화학식 T로 이루어진 군으로부터 선택되는 터페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

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

는, 서로 각각 독립적으로,

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 하위화학식 T1 내지 T27의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고;

R^*는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고;

m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

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

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

본 발명에 따른 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. 이러한 화합물에서, R은 바람직하게는, 각각 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 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:

상기 식에서,

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

바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.

k) 하나 이상의 하기 화학식 FI의 화합물을 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

은

를 나타내고,

R⁹는 H, CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇을 나타내고;

(F)는 임의적인 불소 치환기를 나타내고;

q는 1, 2 또는 3을 나타내고;

R⁷은 R¹에 대해 정의된 의미 중 하나를 가진다.

화학식 FI의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식 FI1 내지 FI8의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

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:

상기 식에서,

R⁸은 R¹에 대해 정의된 의미를 갖고;

알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 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:

상기 식에서,

R¹⁰ 및 R¹¹은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 기(이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;

바람직하게는 R¹⁰ 및 R¹¹은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타내고;

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

n) 하나 이상의 하기 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:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는, 각각 서로 독립적으로, 화학식 N1에서의 R¹¹에 대해 상기에 정의된 의미 중 하나를 갖고,

고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고;

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

c는 0, 1 또는 2이다.

화학식 BC, CR 및 RC의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식 BC1 내지 BC7, CR1 내지 CR9, 및 RC1 내지 RC3의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,

c는 1 또는 2이고,

1, 2 또는 3종의 화학식 BC-2의 화합물을 포함하는 액정 호스트 혼합물이 매우 특히 바람직하다.

o) 하기 화학식들의 불화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는, 각각 서로 독립적으로, 화학식 N1에서의 R¹¹에 대해 상기에 정의된 의미 중 하나를 갖고;

b는 0 또는 1을 나타내고;

L은 F를 나타내고;

r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.

화학식 PH 및 BF의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식들의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, R 및 R'는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.

p) 하기 화학식 Y의 일환형 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;

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

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

화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 Y1 내지 Y10의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알콕시는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고;

화학식 Y의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위화학식 Y6A 및 Y6B의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, 알콕시는 바람직하게는 3, 4 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 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 5종, 바람직하게는 1, 2 또는 3종 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) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 8종, 바람직하게는 1 내지 5종의 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) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 8종, 바람직하게는 1 내지 5종의 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) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 10종, 바람직하게는 1 내지 8종의 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) LC 호스트 혼합물이, 바람직하게는 화학식 CY, PY 및 LY(이때, R¹ 및 R² 중 하나 또는 둘 다는, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타냄), 화학식 ZK 및 DK(이때, R³ 및 R⁴ 중 하나 또는 둘 다, 또는 R⁵ 및 R⁶ 중 하나 또는 둘 다는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타냄), 및 화학식 B2 및 B3로 이루어진 군으로부터 선택되는, 매우 바람직하게는 화학식 CY15, CY16, CY24, CY32, PY15, PY16, ZK3, ZK4, DK3, DK6, B2 및 B3로부터 선택되는, 가장 바람직하게는 화학식 ZK3, ZK4, B2 및 B3로부터 선택되는, 알켄일 기-함유 화합물을 하나 이상 포함하는, 액정 매질. 상기 LC 호스트 혼합물 중 이들 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%이다.

y) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 화학식 PY1 내지 PY8, 매우 바람직하게는 화학식 PY2로부터 선택되는 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5종 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 3종 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 LC 호스트 혼합물을 포함한다. 이러한 액정 매질 및 대응 LC 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:

상기 식에서,

R²⁰는, 각각 동일하거나 상이하게, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖고 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-,

, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,

X²⁰는, 각각 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 또는 각각 6개 이하의 원자를 갖는 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,

는, 서로 각각 독립적으로,

를 나타낸다.

화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IIa 내지 IIf로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 IIa 및 IIb의 화합물, 특히, X가 F를 나타내는, 화학식 IIa 및 IIb의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IIIa 내지 IIIe로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 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:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰, W 및 Y²⁰ 내지 Y²³은 화학식 II에서 상기 제시된 의미를 갖고,

Z²⁰는 -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 화학식 IVa 내지 IVd로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 또한 OCF=CF₂ 또는 Cl를 나타낸다.

- 화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 Va 내지 Vh로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F 및 OCF₃, 또한 OCHF₂, CF₃, OCF=CF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 화학식 VI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 VIa 내지 VId로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F, 또한 OCF₃, CF₃, CF=CF₂, OCHF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 화학식 VII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 VIIa 및 VIIb로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 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:

상기 식에서,

X²⁰는 상기 제시된 의미를 갖고,

L은 H 또는 F를 나타내고,

"알켄일"은 C_2-6-알켄일을 나타낸다.

ff) 화학식 DK-3a 및 IX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 DK3a 및 IXa로부터 선택된다:

상기 식에서, "알킬"은 C_1-6-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 X으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:

상기 식에서,

L²⁰는 H 또는 F를 나타내고,

R²¹ 및 R²²는, 각각 동일하거나 상이하게, 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타내고, 바람직하게는, 각각 동일하거나 상이하게, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.

ii) 상기 매질은 하기 화학식 XI 및 XII의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, W, R²⁰, X²⁰ 및 Y²⁰ 내지 Y²³은 화학식 III에서 제시된 의미를 갖고,

는, 서로 각각 독립적으로,

를 나타내고,

는

를 나타낸다.

화학식 XI 및 XII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식들로부터 선택된다:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 R²⁰는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X²⁰는 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:

.

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:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는, 각각 서로 독립적으로, 상기 제시된 의미 중 하나를 갖고, Y²⁰ 내지 Y²³는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.

X²⁰는 바람직하게는 F, Cl, CF₃, OCF₃ 또는 OCHF₂이다. R²⁰는 바람직하게는, 각각 6개 이하의 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 하기 화학식 XVIII-a의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, R²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 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:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰ 및 Y²⁰ 내지 Y²⁵는 화학식 I에서 제시된 의미를 갖고,

s는 0 또는 1을 나타내고,

는

를 나타낸다.

화학식 XIX에서, X²⁰는 또한, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 라디칼을 나타낸다. 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 바람직하게는 직쇄이다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F를 나타낸다.

- 화학식 XIX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 XIXa 내지 XIXh로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰ 및 Y²⁰은 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F를 나타내고, Y²⁰는 바람직하게는 F이다.

-

는 바람직하게는

를 나타내고,

- R²⁰는, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일이다.

nn) 상기 매질은, 전술된 화학식 G1 내지 G4의 화합물, 바람직하게는 G1 및 G2로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하며, 이때 알킬은 C_1-6-알킬을 나타내고, L^x는 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:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, X²⁰가 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:

상기 식에서, R²⁰ 및 X²⁰는 상기 제시된 의미를 가진다.

R²⁰는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. X²⁰는 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, X²⁰가 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 2종 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 2종 이상 포함한다:

.

zz) 상기 매질은 하기 화학식 XIIa-1 내지 XIIa-3의 화합물을 2종 이상 포함한다:

.

aaa) 상기 매질은 2종 이상의 화학식 XIIa의 화합물 및 2종 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 2종 이상의 화학식 XIIa의 화합물, 2종 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:

.

fff) 상기 매질은, ZK3a, ZK3b 및 ZK3c의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 ZK3a의 화합물을 하기 화학식 ZK3d의 화합물과 조합으로 포함한다:

.

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 2종 또는 3종 포함한다.

mmm) 상기 매질은 하기 구조를 갖는 화학식 PGP-2-2V의 화합물을 하나 이상 포함한다:

.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 혼합물은, 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 (C)를 추가로 포함한다.

상기 중합가능한 화합물은 당업자에게 공지된 이소트로픽 또는 메소젠성 중합가능한 화합물로부터 선택될 수 있다.

바람직하게는, 중합가능한 성분 (C)는 하나 이상의 하기 화학식 P의 중합가능한 화합물을 포함한다:

P^a-(Sp^a)_s1-A²-(Z^a-A¹)_n2-(Sp^b)_s2-P^bP

상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 가진다:

P^a 및 P^b는, 각각 서로 독립적으로, 중합가능한 기를 나타내고,

Sp^a 및 Sp^b는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 스페이서 기를 나타내고,

s1 및 s2는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,

A¹ 및 A²는, 각각 서로 독립적으로, 하기 그룹으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고:

a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 4,4'-바이사이클로헥실렌으로 이루어진 그룹(이때, 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음),

b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌으로 이루어진 그룹(이때, 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음),

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-다이일으로 이루어진 그룹(이들은 또한, 각각 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음,

d) 5 내지 20개의 환형 탄소 원자(이들 중 하나 이상은 또한, 헤테로원자로 대체될 수 있음)를 갖고, 포화되거나 부분적으로 불포화되거나 또는 완전히 불포화되고, 임의적으로 치환되고, 바람직하게는 하기로 이루어진 군으부터 선택되는 다환형 라디칼로 이루어진 그룹:

(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),

n2는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,

Z^a는, 각각의 경우 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -(CH₂)_n-(이때, n은 2, 3 또는 4임), -O-, -CO-, -C(R^yR^z)-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂- 또는 단일 결합을 나타내고,

L은, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF₅, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖고 각각의 경우 임의적으로 불화된, 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,

R^y 및 R^z는, 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 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, R^y에 대해 전술된 의미 중 하나를 갖거나, Cl 또는 CN을 나타낸다.

바람직한 스페이서 기 Sp^a 및 Sp^b는, 라디칼 P-Sp- 및 P^a/b-Sp^a/b-가 각각 화학식 P-Sp"-X"- 및 P^a/b-Sp"-X"-에 대응하도록, 화학식 Sp"-X"로부터 선택되고, 이때

Sp"는, 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌을 나타내고, 이때, 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는, 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 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 R⁰⁰⁰는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 1 내지 12 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

Y³ 및 Y⁴는, 각각 동일하거나 상이하게, H, F, Cl 또는 CN을 나타내고.

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 P1 내지 P31이다:

상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 가진다:

P¹ 내지 P³는, 각각 서로 독립적으로, 화학식 P에 대해 정의된 바와 같은 중합가능한 기, 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,

Sp¹ 내지 Sp³는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는 스페이서 기(바람직하게는, Sp^a에 대해 상기 및 하기에 제시된 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 R^aa를 나타낼 수 있되, 단, 라디칼 P¹-Sp¹- , P²-Sp²- 및 P³-Sp³- 중 적어도 하나는 R^aa를 나타내지 않고,

R^aa는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬(이때, 또한, 하나 이상의 비인접 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- 또는 -O-CO-O-로 각각 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖고 임의적으로 일불화되거나 다중불화된, 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 R⁰⁰는, 각각 서로 독립적으로, H, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고;

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

Z^p1은 -O-, -CO-, -C(R^yR^z)- 또는 -CF₂CF₂-를 나타내고;

Z^p2 및 Z^p3는, 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 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖고, 임의적으로 일불화 또는 다중불화된, 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 LC 혼합물 또는 상기 성분 (C)는 하기 화학식 P10-1의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, 매개변수들은 상기 기술된 바와 같이 정의되고, P¹ 및 P²는 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 나타낸다.

특히 바람직한 화학식 P10-1의 화합물은 하기 하위화학식 P10-1-1 및 P10-1-2의 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, n4는, 각각 서로 독립적으로, 2 내지 10, 바람직하게는 3, 4, 5 또는 6의 정수를 나타낸다.

화학식 I 및 P의 중합가능한 화합물은 또한, 개시제가 없는 중합에 적합하며, 이는, 예를 들어 더 낮은 재료비, 및 특히 가능한 잔량의 개시제 또는 이의 분해 산물로 인한 액정 매질의 오염 감소와 같은 상당한 이점과 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, 예를 들어, 이르가녹스(등록상표) 1076이 특히 적합하다. 안정화제가 사용되는 경우, RM 또는 중합가능한 성분의 총량을 기준으로 이의 비율은 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 3종, 더욱 바람직하게는 1 또는 2종, 가장 바람직하게는 1종 포함한다.

적합한 첨가제를 사용하여, 본 발명에 따른 액정 상은, 본원에 개시된 모든 유형의 액정 디스플레이 소자에서 사용될 수 있도록 하는 방식으로 변형될 수 있다. 이 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 위한 다색성 염료를 첨가하거나 네마틱 상의 유전 이방성, 점도 및/또는 정렬을 변형시키기 위한 성분을 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 매질은 그 자체로 통상적인 방법으로 제조된다. 일반적으로, 성분들은 바람직하게는 승온에서 서로 용해된다.

따라서, 또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 전술된 하나 이상의 메소젠성 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)와 혼합하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은

제 1 기판을 제공하는 단계로서, 상기 기판은, 픽셀 전극, 및 픽셀 영역 내에서 상기 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기 위한 공통 전극을 포함하는 것인, 제 1 기판을 제공하는 단계;

상기 제 1 기판 반대편에 배치되는 제 2 기판을 제공하는 단계;

하나 이상의 화학식 I의 화합물, 성분 (B) 및 임의적으로 성분 (C)를 포함하는 액정 혼합물을 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재하는 단계;

액정의 광정렬을 유발하는 선형 편광된 광을 상기 액정 혼합물에 조사하는 단계; 및

450 nm 이하의 파장을 갖는 자외광 또는 가시광을 조사함으로써, 상기 액정 혼합물의 중합가능한 화합물을 경화시키는 단계

를 적어도 포함하는 액정 디스플레이 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 액정 디스플레이 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 더 자세히 기술된다.

제 1 기판은 픽셀 전극 및 공통 전극을 포함하고, 이때 공통 전극은, 픽셀 영역 내에서 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기 위한 것이다. 하나의 기판 상에 2개 이상의 전극을 갖는 다양한 종류의 디스플레이는 당업자에게 공지되어 있으며, 여기서 가장 중요한 차이는, IPS 디스플레이에서 전형적인 것과 같이 상기 픽셀 전극 및 상기 공통 전극이 둘 다 구조화되거나, FFS 디스플레이의 경우처럼 픽셀 전극만 구조화되고 공통 전극은 구조화되지 않는다는 것이다.

본 발명이, 픽셀 영역 내에서 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기에 적합한, 전술된 임의의 종류의 전극 구성(즉, IPS뿐만 아니라 FFS 디스플레이도)을 지칭함을 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(SiN_x) 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 1 기판에 제 2 기판을 조합함으로써, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재될 수 있다. 바람직하게는, 상기 액정은, 예를 들어 JPS63-179323 및 JPH10-239694에 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, 마찬가지로, 어닐링 단계는 이전 단계, 예컨대 에지 실란트 예비-경화와 조합되는 것이 바람직하다. 이 경우, '별도의' 어닐링 단계는 필수적인 것이 아닐 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, 디스플레이 충전, 어닐링, 광정렬 및 중합가능한 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 이방성이 유도된다.

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 중합가능한 기의 경화, 및 임의적 화학식 P의 중합가능한 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 중합가능한 화합물을 제거하기 위해, 감소된 온도에서 UV-광 및/또는 가시광(둘 다 선형 편광되거나 편광되지 않음)으로 조사하여 소위 "후-경화" 단계를 임의적으로 수행할 수 있다. 후-경화는 바람직하게는 0℃ 초과 사용된 LC 혼합물의 등명점, 바람직하게는 20℃ 초과 60℃ 미만, 가장 바람직하게는 20℃ 초과 40℃ 미만에서 수행된다.

상기 중합가능한 화합물은 임의적으로, 전계를 인가하여 중합되거나 가교결합된다(중합가능한 화합물이 2개 이상의 중합가능한 기를 함유하는 경우). 중합은 하나 이상의 단계로 수행될 수 있다.

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 것으로서, 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, 일반적으로 공지된 방법에 의해, 특히 문헌["Merck Liquid Crystals - Licristal® - Physical Properties of Liquid Crystals - Descrip-tion of the Measurement Methods", 1998, Merck KGaA, Darmstadt]에 기술된 바와 같이 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 개별적인 화합물, 및 90 내지 95%의, 시판 액정 혼합물 ZLI-2857(Δε의 경우) 또는 ZLI-4792(Δn 및 γ₁의 경우)(이들 혼합물은 독일 다름스타트 소재의 메르크 카게아아(Merck KGaA)로부터 입수됨)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, 특히 하기 실시예에서, 메소젠성 화합물의 구조는, 두문자라고도 불리우는 약어로 표시된다. 이러한 두문자에서, 화학식은 하기 표 A 내지 C를 사용하여 간략화된다. 모든 C_nH_2n+1, C_mH_2m+1 및 C_lH_2l+1 또는 C_nH_2n-1, C_mH_2m-1 및 C_lH_2l-1 기는, 각각 n, m 및 l개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일, 바람직하게는 1E-알켄일을 나타낸다. 표 A는 화합물의 중심 구조의 고리 성분에 대해 사용되는 코드를 나열한 것이고, 표 B는 연결 기를 나타낸 것이다. 표 C는 좌측 및 우측 말단 기에 대한 코드의 의미를 제시한다. 두문자는, 임의적인 연결 기를 갖는 고리 성분에 대한 코드, 및 이어서 첫 번째 하이픈, 및 좌측 말단 기에 대한 코드, 및 두 번째 하이픈, 및 우측 말단 기에 대한 코드로 구성된다. 표 D는 화합물들의 예시적인 구조와 이들 각각의 약어를 함께 나타낸 것이다.

표 A. 고리 요소

표 B. 연결 기

표 C. 말단 기

상기 식에서, n 및 m은 각각 정수이고, 3점 표시 "..."은 상기 표로부터의 다른 약어들에 대한 자리 표시자이다.

하기 표는 예시적 구조 및 이들의 개별적 약어를 나타낸다. 이들은 상기 약어들에 대한 규칙의 의미를 설명하기 위해 제시된다. 이들은 또한, 바람직하게 사용되는 화합물들을 나타낸다.

표 D. 예시적 구조

상기 식에서, n, m 및 l은 바람직하게는, 서로 독립적으로, 1 내지 7을 나타낸다.

하기 표 E는 본 발명에 따른 메소젠성 매질 중에서 안정화제로서 사용될 수 있는 예시적 화합물들을 보여준다.

표 E는, 본 발명에 따른 액정 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 보여준다.

(여기서, n은 1 내지 12, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8의 정수를 나타내고, 말단 메틸 기는 도시되지 않음).

표 E

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

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 표 F로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.

본 발명에 따른 메소젠성 매질은 바람직하게는, 상기 표로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 2종 이상, 바람직하게는 4종 이상 포함한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는, 7종 이상, 바람직하게는 8종 이상의 개별적인 화합물, 바람직하게는 표 D로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 3종 이상, 특히 바람직하게는 4종 이상의 상이한 화학식의 화합물을 포함한다.

이후로, 본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 자세히 및 구체적으로 기술되지만, 이 실시예가 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다.

실시예

화합물 실시예

1.1 1-벤질옥시-2-브로모-4-클로로-벤젠 (1)의 합성

메틸 에틸 케톤 160ml 중 2-브로모-4-클로로 페놀 24.9g (120mmol) 및 벤질 브로마이드 17.1ml (144mmol)의 용액을 탄산 칼륨 19.9g (144mmol)으로 처리하고, 2 시간 동안 환류하였다. 고체를 제거하고, MTB 에테르로 세척하였다. 결합된 유기 층의 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(클로로부탄)로 정제하였다. 수득된 생성물은 50 ml n-헵탄으로부터 결정화되었다. 수율: 30.9g

1.2 1-벤질옥시-4-클로로-2-사이클로프로필-벤젠의 합성 (2)

30.9g (100mmol) 1, 18.2g (205mmol) 사이클로프로필 보론산 45g (205mmol) 인산 칼륨, 1.2g 비스(다이벤질리덴아세톤)팔라듐 (0), 3.1g 1,2,3,4,5-펜타페닐-1-다이-t-부틸포스피노)페로센 및 150ml DMF의 혼합물을 밤새 불활성 분위기 하에서 120℃로 가열하였다. 냉 혼합물을 물 및 MTB 에테르로 희석하고, 2N 염산으로 산성화시켰다. 유기 층을 황산 나트륨으로 건조시키고, 여과하였다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(클로로부탄; n-헵탄/클로로부탄 구배 (7:3-3:7); n-헵탄) 및 역상 실리카 크로마토그래피(아세토니트릴/물 3:1)로 정제하였다. 수율: 11g

1.3 2-(4-벤질옥시-3-사이클로프로필-페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란 (3)의 합성

10g (40mmol) 2, 10.6g (40mmol) 4,4,5,5-테트라메틸-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)-1,3,2-다이옥사보로란, 8.2g (80mmol) 칼륨 아세테이트 및 90ml 다이옥산의 혼합물을 840mg 비스(트라이사이클로헥실포스핀)-팔라듐 (II) 클로라이드 및 1.3ml 트라이에틸 아민으로 처리하고, 5 시간 동안 환류하고, 실온에서 추가 48 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물과 MTB 에테르로 희석하였다. 수성 층을 MTB 에테르로 추출하였다. 합친 유기 층을 황산 나트륨으로 건조시키고, 여과하였다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(클로로부탄)로 정제하였다. 수율: 8.5g

1.4 4-벤질옥시-3-사이클로프로필-페놀 (4)의 합성

톨루엔 30ml 중 8.5g (20mmol) 3의 용액을 20℃ 미만의 온도에서 29ml 2N 수산화 나트륨으로 처리하였다. 12ml의 수소 프록사이드 (30 %)를 반응 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 26℃ 수조로 가열하였다. 1 시간 후 혼합물을 물 50ml로 희석하고, 진한 염화수소로 산성화시키고, 150 ml MTB 에테르로 추출하였다. 유기 층을 암모니아 철 (II) 설페이트 용액으로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(다이클로로메탄)로 정제하였다. 수율 4.6g

1.5 벤질 4-트라이이소프로필실릴옥시벤조에이트 (5)의 합성

400ml DMF, 75g (328mmol) 벤질-4-하이드록시벤조에이트 및 45g (661mmol) 이미다졸의 혼합물을 실온에서 200ml DMF 중 77.5ml (361mmol) 클로로 트라이이소프로필 실란 용액으로 처리하였다. 5 시간 교반 후, 반응 혼합물을 톨루엔 및 n-헵탄으로 희석하고, 빙냉수를 부었다. 수성 층을 톨루엔으로 추출하고, 합친 유기 층을 황산 나트륨으로 건조시키고, 실리카 겔 (n-헵탄/톨루엔 1:1)을 통해 여과시켰다. 분획을 함유하는 생성물의 용매를 증발시켰다. 수율: 116g 4

1.6 4-트라이이소프로필실릴옥시벤조산 (6)의 합성

에탄올 중 116g (296mmol) 5의 용액을 실온에서 Pd-C-5 % (51.4 % 물)로 수소화시켰다. 반응 혼합물을 MTB 에테르로 희석하였다. 실리카 겔/셀라이트®를 첨가하였다. 수득된 혼합물을 실리카 겔/셀라이트® (MTB 에테르)를 통해 여과시켰다. 분획을 함유하는 생성물의 용매를 증발시켰다. 잔류물은 n-헵탄 (6℃)로부터 결정화되었다. 수율: 76g

1.7 (4-벤질옥시-3-사이클로프로필-페닐) 4-트라이이소프로필실릴옥시벤조에이트 (7)의 합성

150ml 다이클로로메탄 중 4.6g (20mmol) 4 및 5.7g (19mmol) 6의 용액을 116mg DMAP 및 4.4g (23mmol) N-(3-다이메틸아미노 프로필)-N'-에틸카보다이이미드 하이드로클로라이드로 처리하고, 밤새 실온에서 교반했다. 반응을 완료하기 위해 40 %의 DMAP 및 N-(3-다이메틸아미노 프로필)-N'-에틸 카보다이이미드 하이드로클로라이드를 첨가하였다. 혼합물을 추가로 4 시간 동안 교반한 후, 실리카 겔 (다이클로로메탄)을 통해 여과하였다. 분획을 함유하는 생성물의 용매를 증발시켰다. 수율: 9.3g

1.8 (3-사이클로프로필-4-하이드록시-페닐) 4-트라이이소프로필실릴옥시벤조에이트 (8)의 합성

95ml THF 중 9-3g (17mmol) 8의 용액을 실온에서 Pd-C-5 % (51.4 % 물)로 수소화시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(다이클로로메탄; 클로로부탄/MTB 에테르 19:1) 및 역상 실리카 크로마토그래피(아세토니트릴/물 85:15)로 정제하였다. 수율: 1.6g

1.9 다이에틸 3-(2-벤질옥시에틸)펜탄다이오에이트 (9)의 합성

환류 하에서 13.8ml (90mmol)의 다이에틸 말로네이트를 에탄올 중 나트륨 메틸레이트 (20 %, 50mmol)의 용액 34.5ml 및 에탄올 40ml의 혼합물에 첨가한다. 2 시간 후 2-브로모에톡시메틸벤젠 10g (50mmol)을 첨가하고, 밤새 가열을 계속하였다. 냉각된 반응 혼합물에 물과 MTB 에테르를 부었다. 수성 층을 MTB 에테르로 추출하였다. 합친 유기 층을 염수로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(톨루엔; 톨루엔/MTB 에테르 9:1)로 정제하였다. 분리된 물질을 진공 (0.1mbar, 116-121℃) 하에 증류시켰다.

1.10 2-(2-벤질옥시에틸)프로판-1,3-다이올 (10)의 합성

60ml 톨루엔 중 5g (20mmol)의 말로네이트 9의 용액을 톨루엔 8ml 중 리튬 알루미늄 하이드라이드 930mg (24mmol)의 현탁액에 첨가하였다. 3 시간 환류 후 냉각된 반응 혼합물을 에틸 아세테이트로 켄칭시켰다. 혼합물을 2mol/l 염산 (pH 3-4)으로 산성화시켰다. 수성 층을 MTB 에테르로 추출하였다. 합친 유기 층을 물로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(에틸 아세테이트)로 정제하였다.

1.11 [4-벤질옥시-2-[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]-tert-부틸-다이메틸-실란 (11)의 합성

실내 온도에서, 3.4ml (25mmol)의 트라이에틸 아민을 2.1g (10mmol)의 디올 10 및 30ml의 다이클로로메탄에 용해된 120mg DMAP의 혼합물에 첨가하였다. 그 후 15`ml 다이클로로메탄 중 4.5g (30mmol)의 TBDMS-Cl 용액을 3-4℃에서 반응 혼합물에 첨가하였다. 실온에서 16 시간 동안 교반한 후, 혼합물을 물로 켄칭시켰다. 합친 유기 층을 염수로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(n-헵탄/에틸 아세테이트 19:1)로 정제하였다.

1.12 4-[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시-메틸]-부탄-1-올 (12)의 합성

13ml 에틸 아세테이트 중 500mg (1mmol) 11의 용액을 실온에서 Pd/C-5 %를 사용하여 수소화시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(n-헵탄/에틸 아세테이트 (구배))로 정제하였다.

1.13 [4-(4-브로모페녹시)-2-[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]-tert-부틸-다이메틸-실란 (13)의 합성

250mml THF 중 27g (160mmol) 브로모페놀, 66g (190mmol) 12 및 55g (210mmol) TPP의 용액에 43ml (218mmol) tert-부틸 (NE)-N-tert-부톡시카보닐이미노카바메이트를 실온에서 첨가하였다. 18 시간 교반 후, 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(Bu-Cl)로 정제하였다.

1.14 tert-부틸-[2-[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]-4-[4-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란-2-일)페녹시]부톡시]-다이메틸-실란 (14)의 합성

72 g (140mmol)의 브로마이드 13의 혼합물에, 44g (170 mmol)의 4,4,5,5-테트라메틸-2-(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤란)-2-일)-1,3,2-다이옥사보로란, 41g 칼륨 아세테이트 및 3g PdCl2-dppf 300ml 다이옥산을 첨가하고, 100℃에서 3 시간 동안 교반하였다. 냉각된 반응 혼합물을 물과 MTB 에테르로 희석하였다. 유기 층을 염수로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(클로로부탄/MTB 에테르 9:1)로 정제하였다.

1.15 메틸 (E)-3-[4-[4-[4-[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노에이트 (15)의 합성

21g (90mmol)의 메틸 (E)-3-(4-브로모페닐)프로프-2-에노에이트, 50g의 붕소산 에스테르 13, 37g (270mmol) 나트륨 메타보랏 테트라하이드레이트, 1.2g 비스(트라이페닐 포스핀)-팔라듐 (II) 클로라이드를 물 50ml 및 THF 100ml와 혼합하였다. 133 mg (80 % ig) 수산화 하이드라지늄을 첨가하고, 혼합물을 80℃에서 밤새 교반하였다. 냉각된 반응 혼합물을 1M 염산으로 중화하고, 물과 MTB 에테르로 희석하였다. 유기 층을 염수로 세척하고 황산 나트륨 상에서 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(클로로부탄)로 정제하였다.

1.16 (E)-3-[4-[4-[4-[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시-3-[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노산 (16)의 합성

에스테르 15 48.1g (80mmol)을 메탄올 190ml 및 THF 95ml에 용해시켰다. 수산화 나트륨 (2mol/l) 100ml를 첨가하고, 혼합물을 37℃에서 밤새 교반하였다. 냉각된 혼합물을 얼음에 붓고, 2mol/l 염산(ph 5-6)으로 산성화하고, MTB 에테르로 추출하였다. 유기 층을 염수로 세척하고, 황산 나트륨으로 건조시켰다. 용매를 증발시켰다. 잔류물을 THF에 용해시켰다. 단리물을 첨가하고, 과잉 용매를 증발시켰다. 정제를 실리카 크로마토그래피(1 차 다이클로로메탄; 2 차 THF)로 수행하였다. 수율: 6.8g

1.17 [4-[(E)-3-[4-[4-[2-[비스[[tert-부틸(다이메틸)실릴]옥시메틸]실릴]에톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노일]옥시-3-사이클로프로필-페닐] 4-트라이이소프로필실릴옥시벤조에이트 (17)의 합성

다이클로로메탄 9ml 중 1.6g (2.8mmol) 16 및 1.3g (3.0mmol) 8의 용액을 66mg DMAP 및 622mg (3.25mmol) N-(3-다이메틸아미노 프로필)-N'-에틸 카보다이이미드 하이드로클로라이드로 처리하고, 실온에서 교반하였다. 5 시간 동안 이미 사용된 DMAP 및 N-(3-다이메틸아미노 프로필)-N'-에틸 카보다이이미드 하이드로클로라이드의 50 %를 첨가하고, 혼합물을 밤새 교반하였다. 혼합물을 실리카 겔을 통해 여과하였다. 분획을 함유하는 생성물의 용매를 증발시켰다. 수율: 2.6g (순도 94 %) 17

1.18 [3-사이클로프로필-4-[(E)-3-[4-[4-[4-하이드록시-3-(하이드록시메틸) 부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노일]옥시-페닐] 4-하이드록시 벤조에이트 (18)의 합성

다이클로로메탄 15ml 중 2.6g (94 % 순도, 2.5mmol) 17의 용액을 5℃ 미만의 온도에서 3.1ml (19mmol) 트라이에틸아민 트리스하이드로플루오라이드로 처리했다. 실온에서 밤새 교반한 후, 용매를 증발시켰다. 잔류물을 실리카 크로마토그래피(다이클로로메탄/THF 7:3)로 정제하였다. 수율 1.4g (순도 93 %) 18

1.19 [3-사이클로프로필-4-[(E)-3-[4-[4-[4-(2-메틸프로프-2-에노일옥시)-3-(2-메틸프로프-2-에노일옥시메틸)부톡시]페닐]페닐]프로프-2-에노일]옥시-페닐] 4-(2-메틸프로프-2-에노일옥시)벤조에이트 (19)의 합성

5ml 다이클로로메탄 중 1.3g (93 % 순도, 2.0mmol) 18의 현탁액을 0.9ml (10mmol) 메타크릴산 및 30mg DMAP로 처리하였다. 5℃에서 4ml 다이클로로메탄 중 1.8ml (10mmol) N-(3-다이메틸아미노 프로필)-N`-에틸 카보다이이미드의 용액을 첨가하였다. 이 온도에서 1 시간 동안 교반한 후, 실온에서 밤새 계속 교반하였다. 반응 혼합물을 실리카 겔에 붓고, 다이클로로메탄/MTB 에테르 19:1로 용리시켰다. 얻은 생성물을 아세토니트릴 (40℃)에 현탁시켜 추가 정제하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 고체를 단리하고, 건조시켰다. 수율 0.9g 19

상:

¹H NMR (500 MHz, 클로로포름-d) δ 8.28 - 8.19 (m, 2H), 7.95 (d, J = 15.9 Hz, 1H), 7.70 - 7.59 (m, 4H), 7.59 - 7.53 (m, 2H), 7.32 - 7.27 (m, 2H), 7.15 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.07 (dd, J = 8.7, 2.8 Hz, 1H), 7.02 - 6.93 (m, 2H), 6.85 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 6.71 (d, J = 16.0 Hz, 1H), 6.42 - 6.37 (m, 1H), 6.11 (dq, J = 2.0, 1.0 Hz, 2H), 5.81 (t, J = 1.5 Hz, 1H), 5.58 (p, J = 1.6 Hz, 2H), 4.34 - 4.22 (m, 4H), 4.14 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 2.47 (p, J = 6.1 Hz, 1H), 2.11 - 2.05 (m, 3H), 2.02 - 1.90 (m, 9H), 0.98 - 0.89 (m, 2H), 0.71 (dt, J = 6.5, 4.7 Hz, 2H).

전술된 절차에 따라 또는 이와 유사하게, 하기 화합물을 수득하였다.

비교 화합물

네마틱 호스트 혼합물

네마틱 LC 호스트 혼합물을 하기 표에 제시된 바와 같이 제조하였다.

디스플레이 셀 제작

별도로 명시하지 않는 한, 디스플레이 셀은 6.4 μm 스페이서 비드 및 XN-1500T 실란트를 사용하여 0.7mm 두께의 코닝(Corning) AF 유리로 제조된다.

전기 광학적 측정을 위해 3 μm 두께의 무-PI IPS 셀을 SD-테크에서 시판중인 기판으로 제조하고, 5μm 전극 간격과 3μm 전극 폭을 가진 ITO 전극을 사용하여 셀로 구성된다.

셀을 수동식으로 조립한 다음 35mW/cm²의 옴니큐어(Omnicure) 2000 수은 램프를 사용하여 경화시킨 다음 조사 파워를 옵시텍(Opsytec) UV 패드-e 분광방사계로 측정한다.

혼합물 실시예

본 발명에 따른 네마틱 LC 혼합물을, 상기 열거된 네마틱 호스트 혼합물 및 화학식 I의 광정렬 첨가제로부터, 하기 표에 제시된 조성에 따라 제조하였다.

본 발명에 대한 추가의 비교 네마틱 LC 혼합물 CM-1 내지 CM-6을, 상기 열거된 네마틱 호스트 혼합물 N-1 및 종래 기술에 따른 광정렬 첨가제로부터 제조하였다. 조성은 하기 표와 같다.

셀 충전 및 경화

달리 명시하지 않는 한, 선택된 LC 혼합물은 실온에서 모세관 작용을 사용하여 모세관을 채우고 100℃에서 1 시간 동안 어닐링한 다음 주어진 시간 동안 선형 편광된 UV 광(35 mW/cm²)으로 동일한 온도에서 조사한다. 그런 다음, 셀을 실온으로 냉각한다. 다음으로, 광 박스에서 교차(crossed) 편광기 간의 정렬 품질을 연구한다.

비교 혼합물 실시예 CM-2 및 CM-7에도 불구하고 모든 혼합물에서 균일한 평면 정렬이 달성되었다. CRM-1을 포함하는 혼합물을 사용하면 1 % 미만의 농도에서 최적의 암 상태 수준에 도달할 수 없었다.

CM-7 혼합물을 사용한 비교 실험에서, 모든 편광판 배열에서 비수평(inhomogeneous) 투과 상태가 관찰되었다.

VHR 측정

달리 명시되지 않는 한, 선택된 LC 혼합물을, 실온에서 모세관 작용을 이용하여 모세관 충전시키고, 100℃에서 1 시간 동안 어닐링한 다음, 추가 360 nm 롱 패스 필터(320-360 nm의 더 짧은 파장 차단)를 사용하는 320-500 nm 필터가 장착된 옴니큐어 S2000 수은 램프의 선형 편광된 UV 광(35 mW/cm²)로 동일한 온도에서 조사한다. 그런 다음, 셀을 실온으로 냉각한다. 다음으로, 토요(Toyo) LCM-1 LC 재료 특성 측정 시스템을 사용하여 VHR을 연구한다. 달리 설명하지 않는 한, VHR의 측정은 문헌[T. Jacob, U. Finkenzeller in "Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals", 1997]에 기재된 바와 같이 수행된다.

360nm 차단 필터 없이 경화 후 100℃, 60 Hz 및 1V에서 측정된 VHR

본 발명에 따른 시험 셀과의 비교에서, 비교 혼합물 CM-1 내지 CM-6을 사용한 시험 셀은 360 nm 차단 필터를 사용한 경화 후에 어떠한 균일 정렬도 보이지 않았다.

Claims

하기 화학식 I의 화합물:

상기 식에서,
A¹¹은 하기 그룹 a) 및 b)로부터 선택된 라디칼을 나타내고:
a) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌으로 이루어진 그룹[이때, 또한, 1 또는 2 개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음],
b) 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 그룹:

[이때, 또한, 이들 라디칼 내의 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],
A는 각각, 서로 독립적으로, 각각의 경우에 A¹¹에 대한 의미 중 하나를 갖거나 하기 a) 또는 b)를 나타내고:
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥세닐렌으로 이루어진 그룹[이때, 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음], 또는
b) 테트라하이드로피란-2,5-다이일, 1,3-다이옥산-2,5-다이일, 테트라하이드로푸란-2,5-다이일, 사이클로부탄-1,3-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 티오펜-2,5-다이일 및 셀레노펜-2,5-다이일로 이루어진 그룹[이때, 이들 각각은 또한 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음],
단, 하나 이상의 A는

로 이루어진 라디칼의 그룹으로부터 선택되고[이때, 또한, 이들 라디칼 내의 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],
L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -CN, -NO₂, SF₅, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^z)₂, -C(=O)R^z, -N(R^z)₂, 임의적으로 치환된 실릴, 6 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴, 또는 1 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 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-, -CHR^z- 또는 -CR^yR^z-를 나타내고,
R^y 및 R^z는 각각, 서로 독립적으로, H, CN, F 또는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음)을 나타내고,
Y¹¹ 및 Y¹²는 각각, 서로 독립적으로, H, F, 페닐 또는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 불화된 알킬을 나타내고,
Z는, 서로 독립적으로, 각각의 경우에, 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 독립적으로 0, 1 또는 2를 나타내되, 이때 o+p ≥ 1이고,
X¹¹ 및 X²¹은 서로 독립적으로, 각각의 경우에 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 각각 독립적으로, 각각의 경우에 단일 결합 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 포함하는 스페이서 기[이때 하나 이상의 비인접 및 비말단 CH₂ 기는 또한, 2 개의 O 원자들이 서로 인접하지 않고 -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O- 및 -CH=CH-로부터 선택된 2 개의 기가 서로 인접하지 않는 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]를 나타내고,
R¹¹은 P를 나타내고,
R²¹은 P, 또는 할로겐, CN, 임의적으로 불화된 탄소수 15 이하의 알킬 또는 알켄일[이때 하나 이상의 비인접 CH₂-기는 -O-, -S-, -CO-, -C(O)O-, -O-C(O)-, O-C(O)-O-로 대체될 수 있음]을 나타내고,
P는 각각 서로 독립적으로, 각각의 경우에 중합가능한 기를 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
상기 화합물이 하기 하위화학식 I-1 내지 I-9의 화합물로부터 선택되는, 화합물:

상기 식에서,
R¹¹, R²¹, A¹¹, X¹¹, X¹², Y¹¹, Y¹², Sp¹¹, 및 Sp¹²는 제 1 항에 제시된 의미 중 하나를 갖고,
A¹²내지 A²³은 제 1 항에 제시된 A에 대한 의미 중 하나를 갖고,
Z¹¹내지 Z²²는 제 1 항에 제시된 Z에 대한 의미 중 하나를 갖고,
단, A¹²내지 A²³ 중 하나 이상은

로 이루어진 라디칼의 그룹으로부터 선택되고,
이때, 또한, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 H 원자는 제 1 항에 제시된 L로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 화합물이 하기의 화합물로부터 선택되는, 화합물:

상기 식에서,
R¹¹, R²¹, X¹¹, X²¹, Sp¹¹ 및 Sp¹²는 제 1 항에 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z¹¹, Z¹² 및 Z²¹은 제 1 항에 제시된 Z에 대한 의미 중 하나를 갖고,
A¹², A¹³, A²¹및 A²²는 제 1 항에 제시된 A에 대한 의미 중 하나를 갖고,
단, A¹²내지 A²³ 중 하나 이상은

로 이루어진 라디칼의 그룹으로부터 선택된다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화합물이 하기 하위화학식들의 화합물로부터 선택되는, 화합물:

상기 식에서,
R¹¹, R²¹, X¹¹, X²¹, Sp¹¹ 및 Sp¹²는 제 1 항에 제시된 의미 중 하나를 갖고,
Z¹¹ 내지 Z²¹은 제 1 항에 제시된 Z에 대한 의미 중 하나를 갖고,
기
는, 각각 독립적으로,
이거나, 또는

, 또는

,
를 나타내고,
이때, L은 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃ 및 COCH₃ 또는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알켄일, 또는 X²¹-Sp²¹-R²¹을 나타낸다_.
액정 혼합물에서의 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 용도.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물 하나 이상을 포함하는 성분 (A), 및 하나 이상의 메소젠성 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 혼합물.
제 6 항에 있어서,
상기 혼합물 중의 화학식 I의 화합물의 총 농도가 0.01 내지 10 중량% 범위인 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 액정 혼합물이, 하나 이상의 중합가능한 메소젠성(mesogenic) 화합물 또는 중합가능한 이소트로픽(isotropic) 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 (C)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
제 8 항에 있어서,
상기 중합가능한 메소젠성 화합물 또는 중합가능한 이소트로픽 화합물의 총 농도가 0.01 내지 10 중량% 범위인 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액정 혼합물이, 하나 이상의 하기 화학식 P의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:
P^a-(Sp^a)_s1-A²-(Z¹-A¹)_n2-(Sp^b)_s2-P^b P
상기 식에서,
P^a 및 P^b는, 각각 서로 독립적으로, 중합가능한 기를 나타내고,
Sp^a 및 Sp^b는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 스페이서 기를 나타내고,
s1 및 s2는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1이고,
A¹ 및 A²는, 각각 서로 독립적으로, 하기 그룹으로부터 선택되는 라디칼을 나타내고:
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥센일렌 및 4,4'-바이사이클로헥실렌으로 이루어진 그룹(이때, 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있음),
b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌으로 이루어진 그룹(이때, 또한, 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 L로 대체될 수 있음),
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-다이일로 이루어진 그룹(이들은 또한, 각각 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있음),
d) 5 내지 20개의 환형 탄소 원자(이들 중 하나 이상은 또한, 헤테로원자로 대체될 수 있음)를 갖고, 포화되거나 부분적으로 불포화되거나 또는 완전히 불포화되고, 임의적으로 치환되고, 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 다환형 라디칼로 이루어진 그룹:

(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),
n2는 0, 1, 2 또는 3이고,
Z¹은, 각각의 경우 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, 또는 -(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 12개 이하의 탄소 원자를 갖고 각각의 경우 임의적으로 불화된, 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
R⁰ 및 R⁰⁰은, 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 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 전술된 의미 중 하나를 갖거나 Cl 또는 CN을 나타낸다.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이 음의 유전 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
제 11 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이, 하기 화학식 CY 및 PY로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:

상기 식에서,
a는 1 또는 2이고,
b는 0 또는 1이고,

는
를 나타내고,
R¹ 및 R²는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^x는 -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.
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이 양의 유전 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물.
제 13 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이, 하기 화학식 II 및 III의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는, 액정 혼합물:

상기 식에서,
R²⁰는, 각각 동일하거나 상이하게, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖고 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-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,
X²⁰는, 각각 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 또는 각각 6개 이하의 원자를 갖는, 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,

는, 각각 동일하거나 상이하게

를 나타낸다.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 혼합물이, 하기 화학식 XI 및 XII의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:

상기 식에서,
R²⁰, X²⁰, W 및 Y²⁰ 내지 Y²³은 제 14 항에서 화학식 III에 제시된 의미를 갖고,

는, 각각,

를 나타내고,

는

를 나타낸다.
제 6 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이, 하나 이상의 하기 화학식 ZK의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 가진다:

는

를 나타내고,

는
를 나타내고,
R³ 및 R⁴는, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때, 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합을 나타낸다.
제 6 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이, 하기 화학식들로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:

상기 식에서,
프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.
제 6 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이, 하기 화학식들로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:

상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*은 각각, 서로 독립적으로, 2 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타낸다.
제 6 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이, 하기 화학식들로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 혼합물:

상기 식에서,
알킬*은 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
액정 디스플레이의 제조를 위한, 제 6 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 액정 혼합물의 용도.
제 1 기판을 제공하는 단계로서, 상기 기판은, 픽셀 전극, 및 픽셀 영역 내에서 상기 제 1 기판의 표면에 실질적으로 평행한 전계를 생성하기 위한 공통 전극을 포함하는 것인, 단계;
상기 제 1 기판 반대편에 배치되는 제 2 기판을 제공하는 단계;
제 6 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 액정 혼합물을 개재하는(interposing) 단계;
액정의 광정렬을 유발하는 선형 편광된 광을 상기 액정 혼합물에 조사하는 단계; 및
450 nm 이하의 파장을 갖는 자외광 또는 가시광을 조사함으로써 상기 액정 혼합물의 중합가능한 화합물을 경화시키는 단계
를 적어도 포함하는 액정 디스플레이 제조 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 선형 편광된 광이, 450 nm 이하의 파장을 갖는 자외광 또는 가시광인, 제조 방법.
제 21 항 또는 제 22 항에 따른 제조 방법으로 수득가능한 디스플레이.
제 23 항에 있어서,
LC 호스트 혼합물이 전계의 적용 없이 수평으로(homogeneously) 정렬되는, 디스플레이.
제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
상기 디스플레이가 IPS 또는 FFS 디스플레이인, 디스플레이.