KR20210015933A - 화합물 및 액정 매질 - Google Patents

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자브리나 마아크
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Abstract

본 발명은, 하기 화학식 I의 화합물; 및 (a) 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물, 및 (b) 하기 화학식 II 및 III의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하고 바람직하게는 네마틱 상 및 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질; 전광 디스플레이(특히, VA, ECB, PALC, FFS 또는 IPS 효과에 기초한 능동-매트릭스 디스플레이)에서의 상기 액정 매질의 용도; 상기 유형의 액정 매질을 포함하는 상기 유형의 디스플레이; 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 및 화학식 III-1 내지 III-4 및 B의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질의 안정화를 위한 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이다:
Figure pct00266

상기 식에서, 매개변수들은 청구항 제 1 항에 제시된 의미를 가진다.

Description

화합물 및 액정 매질
본 발명은, 특히 액정 매질에 사용하기 위한 신규 화합물뿐만 아니라, 액정 디스플레이에서의 상기 액정 매질의 용도, 및 상기 액정 디스플레이, 특히 호메오트로픽(homeotropic) 초기 정렬에서 음의 유전율을 갖는 액정을 사용한 ECB(전기적으로 제어된 복굴절) 효과를 이용하는 액정 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 매질은, 본 발명에 따른 디스플레이에서 특히 짧은 응답 시간과 동시에 높은 전압 보전율(voltage holding ratio)(VHR 또는 약어로 HR)을 특징으로 한다.
전기적으로 제어된 복굴절의 원리, 즉 ECB 효과 또는 DAP(정렬된 상의 변형) 효과는 1971년에 최초로 기술되었다(문헌[M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912] 참조). 문헌[J.F. Kahn, Appl. Pyhs. Lett. 20 (1972), 1193] 및 문헌[G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869]이 그 뒤를 이었다.
문헌[J. Robert and F. Clerc, SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30], 문헌[J. Duchene, Displays 7 (1986), 3] 및 문헌[H. Schad, SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244]은, ECB 효과에 기초한 고 정보 디스플레이 소자에 사용하기에 적합하기 위해서는, 액정 상이 탄성 상수들 간의 비(K3/K1)의 높은 값, 광학 이방성(Δn)의 높은 값, 및 -0.5 이하의 유전 이방성(Δε) 값을 가져야 함을 보여주었다. ECB 효과에 기초한 전광 디스플레이 소자는 호메오트로픽 엣지 정렬을 가진다(VA(즉, 수직 정렬된) 기술 또는 VAN(즉, 수직 정렬된 네마틱)). 음의 유전율을 갖는 액정 매질은 또한 소위 IPS(평면내 스위칭) 효과를 이용하는 디스플레이에도 사용될 수 있다.
전광 디스플레이 소자에서 이러한 효과의 산업적 용도는, 다수의 요건을 만족시켜야 하는 LC 상을 필요로 한다. 여기서 특히 중요한 것은 수분, 공기 및 물리적 영향(예컨대, 열, 적외선, 가시광선 및 자외선 영역의 복사선, 및 직류 전계 및 교류 전계)에 대한 화학적 내성이다.
또한, 산업적으로 사용될 수 있는 LC 상은 적합한 온도 범위에서 액정 메조상 및 낮은 점도를 가질 것이 요구된다.
지금까지 개시된 액정 메조상을 갖는 일련의 화합물들 중 어느 것도 상기 요건 모두를 만족시키는 단일 화합물을 포함하고 있지 않다. 따라서, LC 상으로서 사용될 수 있는 성분을 수득하기 위해서, 일반적으로 2 내지 25개, 바람직하게는 3 내지 18개의 화합물들의 혼합물이 제조된다.
매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)는 공지되어 있다. 개별 화소의 개별 스위칭을 위해 사용될 수 있는 비선형 소자는, 예를 들어 능동 소자(즉, 트랜지스터)이다. 이어서, 기판으로서의 유리판 상에 일반적으로 배열되는 박막 트랜지스터(TFT)가 일반적으로 사용되는 경우, 용어 "능동-매트릭스"가 사용된다.
2가지 기술, 즉, 화합물 반도체(예컨대, CdSe)를 포함하는 TFT와, 다결정질(특히, 비정질) 규소를 기재로 하는 TFT에는 차이가 있다. 후자의 기술이 현재 전세계적으로 가장 큰 상업상 중요성을 갖고 있다.
TFT 매트릭스는 디스플레이의 한 개의 유리판 내부에 적용되는 한편, 다른 유리판은 그의 내부에 투명한 상대전극을 가진다. 화소 전극의 크기에 비해, TFT는 매우 작고, 실질적으로 화상에 어떠한 악영향도 미치지 않는다. 이러한 기술은 또한, 필터 소자가 각각의 스위칭가능 화소에 대향하여 위치되는 방식으로 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크가 배열되는 풀칼라가능(fully colour-capable) 디스플레이로도 확장될 수 있다.
지금까지 가장 많이 사용된 TFT 디스플레이는 일반적으로, 투과시 교차 편광자에 의해 작동하고, 후면-발광된다. TV 용도의 경우, IPS 셀 또는 ECB(또는 VAN) 셀이 사용되는 반면, 모니터에는 일반적으로 IPS 셀 또는 TN(비틀린 네마틱) 셀이 사용되고, 노트북, 랩탑 및 모바일 용도에서는 일반적으로 TN 셀이 사용된다.
본원에서 용어 "MLC 디스플레이"는, 집적된 비선형 소자를 갖는 임의의 매트릭스 디스플레이, 즉 능동-매트릭스 외에 수동 소자(예컨대, 배리스터 또는 다이오드(MIM = 금속-절연체-금속))를 갖는 디스플레이도 포함한다.
이러한 유형의 MLC 디스플레이는 TV 용도, 모니터 및 노트북, 또는, 예컨대 자동차 제조 또는 항공기 제작에서의 고 정보 밀도의 디스플레이에 특히 적합하다. 콘트라스트의 각도 의존성 및 응답 시간에 관한 문제점 외에도, MLC 디스플레이에서는 액정 혼합물의 불충분하게 높은 비저항에 기인하는 어려움이 또한 발생한다(문헌[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris]; 및 문헌[STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff., Paris] 참조). 저항이 감소함에 따라, MLC 디스플레이의 콘트라스트가 열화된다. 액정 혼합물의 비저항은 일반적으로 디스플레이 내부 표면과의 상호작용 때문에 MLC 디스플레이의 수명에 걸쳐 저하되므로, 긴 작동 기간에 걸쳐 허용 가능한 저항 값을 가져야 하는 디스플레이에서는 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다.
ECB 효과를 이용하는 디스플레이는, 특히 텔레비전 용도에서 현재 가장 중요한 액정 디스플레이의 더 최근의 3가지 유형 중 하나로서, IPS 디스플레이(예를 들면 문헌[Yeo, S.D., Paper 15.3: "An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 and 759] 참조) 및 오랫동안 공지된 TN 디스플레이에 더하여, 소위 VAN(수직 정렬된 네마틱) 디스플레이로서 확립되어 왔다.
언급될 수 있는 가장 중요한 설계는 하기와 같다: MVA(멀티-도메인 수직 정렬, 예를 들면 문헌[Yoshide, H. et al., Paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6 to 9] 및 문헌[Liu, C.T. et al., Paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750 to 753] 참조), PVA(패턴화된 수직 정렬, 예를 들면 문헌[Kim, Sang Soo, Paper 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760 to 763] 참조) 및 ASV(첨단 슈퍼 뷰, 예를 들면 문헌[Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, Paper 15.2: "Development of High Quality LCD TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754 to 757] 참조).
일반적인 형태로, 예를 들어 문헌[Souk, Jun, SID Seminar 2004, Seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26] 및 [Miller, Ian, SID Seminar 2004, Seminar M-7: "LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32]에서 상기 기술들이 비교되었다. 최신 ECB 디스플레이의 응답 시간은 오버드라이브(overdrive)를 사용하는 어드레싱 방법에 의해 이미 현저히 개선되었지만(예를 들면 문헌[Kim, Hyeon Kyeong et al., Paper 9.1: "A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106 to 109] 참조), 특히 회색 색조의 스위칭에서 비디오-호환성 응답 시간을 달성하는 것은 여전히 만족스러울 정도로는 아직 해결되지 않은 과제이다.
ECB 디스플레이는, ASV 디스플레이와 마찬가지로, 음의 유전 이방성(Δε)을 갖는 액정 매질을 사용하는 반면, TN 및 지금까지의 모든 통상적인 IPS 디스플레이는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질을 사용한다.
이러한 유형의 액정 디스플레이에서, 액정은 유전체로서 사용되며, 이의 광학 특성은 전압 인가시에 가역적으로 변화된다.
일반적으로 디스플레이에서는(즉, 상기 언급된 효과들에 따른 디스플레이에서도), 작동 전압은 가능한 한 낮아야 하기 때문에, 모두 동일한 부호의 유전 이방성을 갖고 가능한 최대 값의 유전 이방성을 갖는 액정 화합물로 일반적으로 주로 구성되는 액정 매질을 사용한다. 일반적으로, 최대한 비교적 적은 비율의 중성 화합물이 사용되며, 가능한 경우, 상기 매질의 유전 이방성 부호와 반대인 유전 이방성 부호를 갖는 화합물은 전혀 사용되지 않는다. 따라서, ECB 디스플레이용의 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질의 경우, 음의 유전 이방성을 갖는 화합물이 주로 사용된다. 사용되는 액정 매질은 일반적으로, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 화합물로 주로 이루어지고, 통상적으로는 이로 심지어 본질적으로 이루어진다.
본 발명에 따라 사용되는 매질에서는, 일반적으로 액정 디스플레이가 가능한 최소의 어드레싱 전압을 갖도록 의도되기 때문에, 최대한 상당량의 중성 유전율을 갖는 액정 화합물이 전형적으로 사용되고, 일반적으로 단지 매우 소량의 양의 유전율을 갖는 화합물이 사용되거나 또는 심지어 전혀 사용되지 않는다.
액정 디스플레이에서의 많은 실제 용도에서, 공지된 액정 매질이 충분히 안정적이지는 않다. 특히, UV를 사용한 조사뿐만 아니라 심지어 통상적인 후면 조명을 사용한 조사에 대한 이의 안정성은 특히 전기적 특성의 손상을 초래한다. 따라서, 예를 들어 전도도가 현저히 증가한다.
액정 혼합물의 안정화를 위한 소위 "입체장애 아민 광 안정화제"(약어로, HALS)의 사용은 이미 제안되었다.
소량의 티누빈(TINUVIN)(등록상표)770, 즉 구조식
Figure pct00001
의 화합물을 안정화제로서 포함하고 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 혼합물이, 예를 들어 국제 특허 출원 공개 제 WO 2009/129911 A1 호 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 2012/076105 A1 호에서 제안되었다. 그러나, 대응 액정 혼합물은 몇몇 실제 용도에 대해서는 부적절한 특성을 가진다. 특히, 이는 전형적인 CCFL(냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)) 및 특히 전형적인 최신 LED(발광 다이오드) 후면 조명을 사용하는 조사에 대해 충분히 안정적이지 않다.
또한, 유사한 액정 혼합물이, 예를 들어 유럽 특허 제 2 182 046 A1 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2008/009417 A1 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2009/021671 A1 호 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 2009/115186 A1 호로부터 공지되어 있다. 그러나, 이들 특허문헌에는 안정화제의 용도가 제시되어 있지 않다.
상기 특허문헌의 개시 내용에 따르면, 상기 액정 혼합물은 임의적으로 각종 유형의 안정화제, 예컨대 페놀 및 입체장애 아민(약어로, HALS))도 포함한다. 그러나, 상기 액정 혼합물은 비교적 높은 역치 전압 및 기껏해야 중간 정도인 안정성을 특징으로 한다. 특히, 이의 전압 보전율은 노출 후에 저하된다. 게다가, 황변이 종종 발생한다.
액정 매질에서의 각종 안정화제의 사용은, 예를 들어 일본 특허 출원 제 (S)55-023169 (A) 호, 일본 특허 출원 제 (H)05-117324 (A) 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/18515 A1 호 및 일본 특허 출원 제 (H)09-291282 (A) 호에 기술되어 있다.
유럽 특허 제 2 993 216 A1 호는, 특히, 양의 유전율을 갖는 액정 매질의 안정화를 위해 하기 구조식의 화합물을 제안하고 있다:
Figure pct00002
.
국제 특허 출원 공개 제 WO 2009/129911 A1 호는, 음의 유전율을 갖는 액정 매질의 안정화를 위해, 질소 헤테로사이클 이외에, 제 2 안정화제로서의 몇몇 다른 화합물 외에, 하기 화합물을 개시하고 있다:
Figure pct00003
.
유럽 특허 제 2 514 800 A2 호는, 액정 매질의 안정화 목적을 위한 하기 구조식의 화합물을 개시하고 있다:
Figure pct00004
상기 식에서, R11은 또한, 다른 의미 이외에, O. 또는 OH일 수 있지만, H는 아니다.
그러나, 이들 화합물의 가수분해에 대한 화학적 안정성, 및 특히, 액정 매질에서의 이들의 용해도는 대부분의 경우 실제 용도에 부적절하다.
국제 특허 출원 공개 제 WO 2016/146245 A1 호는, 액정 매질에서의 안정화 목적을 위한 하기 구조식의 화합물을 개시하고 있다:
Figure pct00005
.
상기 화합물 및 하기 화합물은 또한, 독일 특허 출원 제 2016 005 083 A1 호에서 액정 매질의 안정화 목적을 위해 제안되었다:
Figure pct00006
.
그러나, 이들 화합물의 경우, 특히 가수분해와 관련된 화학적 안정성, 및 특히 액정 매질에서의 용해도가 대부분의 경우 실제 용도에 부적절하다.
하기 구조식의 에터-연결된 화합물이, 독일 특허 출원 제 10 2016 009485.0 호에서 액정 혼합물용 안정화제로서의 용도로 제안되었다:
Figure pct00007
.
대응적으로 낮은 어드레싱 전압을 갖는 종래 기술의 액정 매질은 비교적 낮은 전기 저항 값 또는 낮은 VHR을 갖고, 종종 디스플레이에서 원치 않는 깜빡거림(flicker) 및/또는 부적절한 투과율을 제공한다. 또한, 상기 액정 매질은, 낮은 어드레싱 전압을 위해 필요한 경우와 같이, 적어도 대응적으로 높은 극성을 갖는 경우, 가열 및/또는 UV 노출에 대해 충분히 안정적이지는 않다.
한편, 고 VHR을 갖는 종래 기술의 디스플레이의 어드레싱 전압은, 특히 전력 공급 네트워크에 직접적으로 또는 연속적으로 접속되지 않는 디스플레이, 예를 들어 모바일 용도의 디스플레이용으로는 종종 너무 높다.
또한, 액정 혼합물의 상 범위는 상기 디스플레이의 의도된 용도에 대해 충분히 넓어야 한다. 따라서, 상기 셀에서 및 바람직하게는 -30℃의 벌크에서의 저온 저장 안정성은 240시간 이상이어야 한다.
상기 디스플레이에서 액정 매질의 응답 시간은 개선되어야 한다(즉, 감소되어야 한다). 이는 텔레비전 또는 멀티미디어 용도의 디스플레이에 있어서 특히 중요하다. 응답 시간을 개선하기 위해, 액정 매질의 회전 점도(γ1)를 최적화(즉, 가능한 최저 회전 점도를 갖는 매질을 달성함)하는 것이 과거에 반복적으로 제안되었다. 그러나, 여기서 달성된 결과는 많은 용도에 부적절하며, 따라서 추가의 최적화 접근법을 발견하는 것이 바람직할 것으로 보인다.
극심한 부하, 특히 UV 노출 및 가열에 대한 상기 매질의 적절한 안정성은 매우 특히 중요하다. 이는 특히, 회전 점도의 동시적인 최적화와 관련하여 어려움을 겪는다. 특히, 모바일 장비(예를 들어, 휴대 전화)의 디스플레이에서의 용도의 경우, 이는 중요할 수 있으며, 그 이유는, 상기 장치의 경우, 비교적 낮은 어드레싱 주파수가 바람직하게 사용되기 때문이다.
지금까지 개시된 MLC 디스플레이의 단점은, 이의 비교적 낮은 콘트라스트, 비교적 높은 시야각 의존성 및 상기 디스플레이에서의 회색 색조 생성의 어려움뿐만 아니라, 이의 부적절한 VHR 및 이들의 부적절한 수명에 기인한다.
따라서, 매우 높은 비저항과 동시에 큰 작동 온도 범위, 짧은 응답 시간 및 낮은 역치 전압을 갖고, 이에 의해 다양한 회색 색조가 생성될 수 있으며, 특히 우수하고 안정적인 VHR을 갖는 MLC 디스플레이에 대한 많은 요구가 계속되고 있다.
본 발명은, 문헌[Lee, S.H., Lee, S.L. and Kim, H.Y. "Electro-optical characteristics and switching principle of nematic liquid crystal cell controlled by fringe-field switching", Appl. Phys. Letts., Vol. 73, No. 20, pp. 2881- 2883 (1998)]에 기술된 바와 같이, ECB 효과, IPS 효과 또는 FFS(프린지 필드 스위칭) 효과에 기초하고, 상기 언급된 단점을 갖지 않거나 단지 적은 정도로만 가지며, 동시에 매우 높은 비저항 값을 갖는, 모니터 및 TV 용도뿐만 아니라 휴대 전화 및 내비게이션 시스템을 위한 MLC 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 휴대 전화 및 내비게이션 시스템에서는 이들이 또한 극고온 및 극저온에서도 작동되는 것이 확보되어야 한다.
놀랍게도, 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 각각의 경우, 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 바람직하게는 하위화학식 II-1의 화합물, 및/또는 화학식 III-1 내지 III-4의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 III-2의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 및/또는 B의 화합물을 포함하는 네마틱 액정 혼합물을 액정 디스플레이 소자에 사용하는 경우, 특히 FFS 디스플레이에서 낮은 역치 전압과 함께 짧은 응답 시간을 가짐과 동시에, 충분히 넓은 네마틱 상, 유리하고 비교적 낮은 복굴절률(Δn), 가열 및 UV에 대한 노출에 의한 분해에 대한 우수한 안정성, 우수한 용해도 및 안정적이고 높은 VHR을 갖는 액정 디스플레이를 달성할 수 있음이 확인되었다.
상기 유형의 매질은, 특히, ECB 효과에 기초한 능동-매트릭스 어드레싱을 갖는 전광 디스플레이, IPS 디스플레이 및 FFS 디스플레이용으로 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 및 바람직하게는, 추가로, 화학식 III-1 내지 III-4로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 및/또는 화학식 B의 화합물을 포함하는, 극성 화합물들의 혼합물에 기초한 액정 매질에 관한 것이다.
본 발명에 따른 혼합물은, 70℃ 이상의 등명점을 갖는 매우 넓은 네마틱 상 범위, 매우 유리한 정전용량 역치 값, 비교적 높은 전압 보전율 값과 동시에, -20℃ 및 -30℃에서의 우수한 저온 안정성뿐만 아니라 매우 낮은 회전 점도를 나타낸다. 본 발명에 따른 혼합물은 등명점과 회전 점도의 우수한 비율 및 높은 음의 유전 이방성을 또한 특징으로 한다.
놀랍게도, 적합하게 높은 Δε, 적합한 상 범위 및 Δn을 갖고, 종래 기술 물질의 단점을 갖지 않거나 적어도 상당히 감소된 정도로만 갖는 액정 매질을 달성하는 것이 가능함이 확인되었다.
놀랍게도, 화학식 I의 화합물이, 추가적인 열 안정화제 없이 단독으로 사용될 때에도, UV 노출 및 가열 둘 다에 대해 액정 혼합물을 상당히(많은 경우, 적절히) 안정화시킴이 확인되었다. 이는, 대부분의 경우, 특히, 사용된 화학식 I의 화합물에서 매개변수 p가 2를 나타내고, n×p가 4 또는 6을 나타내는 경우이다. 따라서, 본 발명의 하나의 실시양태에서, p가 2를 나타내고, n이 3 또는 4를 나타내는, 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하며, 정확하게는, 본 발명에 따른 액정 혼합물에서의 상기 화합물의 용도가 특히 바람직하다. 마찬가지로, -Z11-S11-Z12- 기가 ω-비스옥시알킬렌(즉, -O-S11-O-)을 나타내는, 화학식 I의 화합물이 바람직하다.
그러나, 특히, 화학식 I의 화합물(들) 이외에, 하나 이상의 추가의 화합물, 바람직하게는 페놀성 안정화제가 액정 혼합물에 존재하는 경우에도, UV 노출 및 가열 둘 다에 대한 액정 혼합물의 적절한 안정화가 달성될 수 있다. 상기 추가의 화합물은 열 안정화제로서 적합하다.
따라서, 본 발명은, 하기 화학식 I의 화합물; 및 하기 (a) 내지 (g)의 화합물을 포함하고 네마틱 상 및 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 관한 것이다:
(a) 바람직하게는 1 ppm 내지 2,500 ppm 범위, 바람직하게는 1 ppm 내지 2,000 ppm, 바람직하게는 1 ppm 내지 1,500 ppm, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1,000 ppm, 바람직하게는 1 ppm 내지 500 ppm 범위, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 250 ppm 범위의 농도의 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물:
Figure pct00008
[상기 식에서,
R11은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, H, F, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬 쇄를 나타내고, 이때 1개의 -CH2- 기, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고, 1개, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2-는 -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있고,
R11은 바람직하게는 H 또는 알킬, 특히 바람직하게는 알킬, 특히 바람직하게는 n-알킬, 매우 특히 바람직하게는 n-부틸을 나타내고,
R12는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬 쇄(이때, 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없음), 사이클로알킬 또는 알킬사이클로알킬 단위를 함유하는 탄화수소 라디칼(이때, 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있음), 또는 방향족 또는 헤테로방향족 탄화수소 라디칼(이때, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있음)을 나타내고,
R12는 바람직하게는 H, 비분지형 알킬 또는 분지형 알킬, 특히 바람직하게는 H 또는 비분지형 알킬을 나타내고,
R13은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 아실 기, 바람직하게는 n-알킬, 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 또는 카복실산 라디칼을 나타내고,
R14는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 아실 기, 바람직하게는 n-알킬, 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 또는 카복실산 라디칼을 나타내고,
R15는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지형 알킬 기를 나타내고, 이때 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고,
S11 및 S12는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 분지형 또는 바람직하게는 직쇄 알킬렌 기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8의 -(CH2-)n(이때, 1개의 -CH2- 기, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고, 1개, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2- 기는 -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 또는 단일 결합을 나타내고,
X11은 C를 나타내고,
Y11 내지 Y14는, 각각 서로 독립적으로, 메틸 또는 에틸을 나타내고, 특히 바람직하게는 이들 모두 메틸 또는 에틸, 매우 특히 바람직하게는 메틸을 나타내고,
Z11 내지 Z14는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, -O-, -(C=O)-, -O-(C=O)-, -(C=O)-O-, -O-(C=O)-O-, -(N-R13)-, -N-R13-(C=O)- 또는 단일 결합을 나타내지만, S11이 단일 결합인 경우, Z11 및 Z12 둘 다가 동시에 -O-를 나타내지는 않고, S12가 단일 결합인 경우, Z13 및 Z14 둘 다가 동시에 -O-를 나타내지는 않고, -X11[-R11]o-가 단일 결합인 경우, Z12 및 Z13 둘 다가 동시에 -O-는 아니고,
Z11은 바람직하게는 -O-를 나타내고,
Z13은 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
n×p는 3 내지 10, 바람직하게는 3 내지 8의 정수를 나타내고,
p는 1 또는 2를 나타내고,
o는 (3-p)를 나타내고,
p가 1인 경우, n은 3, 4, 5, 6 또는 8, 특히 바람직하게는 4, 6 또는 8, 매우 특히 바람직하게는 4 또는 6을 나타내고, m은 (10-n)을 나타내고,
p가 2인 경우, n은 2 내지 4의 정수, 바람직하게는 2 또는 3, 특히 바람직하게는 3을 나타내고, m은 (4-n)을 나타내고,
Figure pct00009
은, (m+n)개의 결합 부위, 바람직하게는 4개 이하의 결합 부위를 갖는 유기 라디칼, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30의 알칸다이일, 알칸트라이일 또는 알칸테트라일 단위(이때, m 기에 더하여, 상기 분자에 존재하는 R12 기에서, 이들 서로 독립적으로, 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있거나, 복수개의 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있음), 바람직하게는 각각의 말단 탄소 원자 상에 1 또는 2의 원자가를 갖는 알칸테트라일 단위(이때, 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는, 2개의 산소 원자들이 서로 직접 결합되지 않는 방식으로, -O- 또는 -(C=O)-로 대체될 수 있음), 또는 10 이하의 원자가를 갖는 치환된 또는 비치환된 방향족 또는 헤테로방향족 탄화수소 라디칼(이때, m 기에 더하여, 상기 분자에 존재하는 R12 기에서, 이들 서로 독립적으로, 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있거나, 복수개의 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있음)을 나타내고,
p가 1인 경우, -X11[-R11]o-는 달리 또한 단일 결합을 나타낼 수 있음]; 및
(b) 각각, 바람직하게는 양의 유전율을 갖고, 바람직하게는 3 이상의 유전 이방성을 갖는, 하기 화학식 II 및 III의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물:
Figure pct00010
[상기 식에서,
R2는 H, 탄소수 1 내지 17의 비불화된 또는 불화된 알킬 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 15의 비불화된 또는 불화된 알켄일, 비불화된 또는 불화된 알켄일옥시 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시알킬(이때, 하나 이상의 CH2-기는
Figure pct00011
로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일, 바람직하게는 알킬 또는 알켄일을 나타내고,
Figure pct00012
는, 각각의 경우, 서로 독립적으로,
Figure pct00013
(이때 RL은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타냄), 또는
Figure pct00014
Figure pct00015
를 나타내고,
L21 및 L22는, 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는 L21은 F를 나타내고,
X2는 할로겐, 탄소수 1 내지 3의 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 또는 3의 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 F, Cl, -OCF3, -O-CH2CF3, -O-CH=CH2, -O-CH=CF2 또는 -CF3, 매우 바람직하게는 F, Cl, -O-CH=CF2 또는 -OCF3를 나타내고,
m은 0, 1, 2 또는 3, 바람직하게는 1 또는 2, 특히 바람직하게는 1을 나타내고,
R3은 R2에 대해 제시된 의미(들)를 가지며, 즉, H, 탄소수 1 내지 17의 비불화된 또는 불화된 알킬 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 15의 비불화된 또는 불화된 알켄일, 비불화된 또는 불화된 알켄일옥시 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시알킬(이때 하나 이상의 CH2-기는
Figure pct00016
로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일, 바람직하게는 알킬 또는 알켄일을 나타내고,
Figure pct00017
는, 각각의 경우, 서로 독립적으로 상기에서
Figure pct00018
에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는,
Figure pct00019
Figure pct00020
이고,
L31 및 L32는, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는 L31은 F를 나타내고,
X3은 할로겐, 탄소수 1 내지 3의 할로겐화된 알킬 또는 알콕시 또는 탄소수 2 또는 3의 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 F, Cl, -OCF3, -OCHF2, -O-CH2CF3, -O-CH=CF2, -O-CH=CH2 또는 -CF3, 매우 바람직하게는 F, Cl, -O-CH=CF2, -OCHF2 또는 -OCF3를 나타내고,
Z3은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합, 매우 바람직하게는 -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,
n은 0, 1, 2 또는 3, 바람직하게는 1, 2 또는 3, 특히 바람직하게는 1을 나타냄]; 및
(c) 임의적으로, 바람직하게는 중성 유전율을 갖고 하기 화학식 IV 및 V의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물:
Figure pct00021
[상기 식에서,
R41 및 R42는, 서로 독립적으로, 화학식 II 하에 R2에 대해 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 R41은 알킬을 나타내고, R42는 알킬 또는 알콕시를 나타내거나, 또는 R41은 알켄일을 나타내고, R42는 알킬을 나타내고,
Figure pct00022
는, 서로 독립적으로, 및
Figure pct00023
이 2회 존재하는 경우, 이들 또한 서로 독립적으로, 상기에서
Figure pct00024
에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는
Figure pct00025
를 나타내고,
바람직하게는
Figure pct00026
중 하나 이상은
Figure pct00027
를 나타내고,
Z41 및 Z42는, 서로 독립적으로, 및 Z41이 2회 존재하는 경우, 이들 또한 서로 독립적으로, -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고,
p는 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1을 나타내고,
R51 및 R52는, 서로 독립적으로, R41 및 R42에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 5의 n-알킬, 탄소수 1 내지 7의 알콕시, 바람직하게는 n-알콕시, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 n-알콕시, 탄소수 2 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 알콕시알킬, 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알켄일옥시를 나타내고,
Figure pct00028
은, 존재하는 경우, 각각 서로 독립적으로, 상기에서
Figure pct00029
에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는
Figure pct00030
또는 바람직하게는
Figure pct00031
를 나타내고,
바람직하게는
Figure pct00032
은
Figure pct00033
를 나타내고,
Figure pct00034
는, 존재하는 경우, 바람직하게는
Figure pct00035
를 나타내고,
Z51 내지 Z53은, 각각 서로 독립적으로, -CH2-CH2-, -CH2-O-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH2-CH2-, -CH2-O- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
i 및 j는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
(i + j)는 바람직하게는 0, 1 또는 2, 더욱 바람직하게는 0 또는 1, 가장 바람직하게는 1을 나타냄]; 및
(d) 역시 임의적으로, 또는 대안적으로 또는 추가적으로, 바람직하게는 음의 유전율을 갖고 하기 화학식 VI 내지 IX의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물:
Figure pct00036
[상기 식에서,
R61, R62, R71, R72, R81 및 R82는, 서로 독립적으로, 상기 R41 및 R42에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는
R61은 탄소수 1 내지 7의 비치환된 알킬 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알킬 라디칼, 더욱 바람직하게는 n-알킬 라디칼, 가장 바람직하게는 프로필 또는 펜틸, 탄소수 2 내지 7, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 비치환된 알켄일 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알켄일 라디칼, 탄소수 1 내지 6의 비치환된 알콕시 라디칼, 또는 탄소수 2 내지 6의 비치환된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
R62는 탄소수 1 내지 7의 비치환된 알킬 라디칼, 탄소수 1 내지 6의 비치환된 알콕시 라디칼 또는 탄소수 2 내지 6의 비치환된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
l은 0 또는 1을 나타내고,
R71은 비치환된 탄소수 1 내지 7의 알킬 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알킬 라디칼, 더욱 바람직하게는 n-알킬 라디칼, 가장 바람직하게는 프로필 또는 펜틸, 또는 비치환된 탄소수 2 내지 7, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알켄일 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
R72는 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 비치환된 알킬 라디칼, 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 1, 2, 3 또는 4의 비치환된 알콕시 라디칼, 또는 탄소수 2 내지 6, 바람직하게는 탄소수 2, 3 또는 4의 비치환된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
R81은 탄소수 1 내지 7의 비치환된 알킬 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알킬 라디칼, 더욱 바람직하게는 n-알킬 라디칼, 가장 바람직하게는 프로필 또는 펜틸, 또는 탄소수 2 내지 7, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 비치환된 알켄일 라디칼, 바람직하게는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
R82는 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 비치환된 알킬 라디칼, 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 1, 2, 3 또는 4의 비치환된 알콕시 라디칼, 또는 탄소수 2 내지 6, 바람직하게는 탄소수 2, 3 또는 4의 비치환된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
Figure pct00037
은
Figure pct00038
를 나타내고,
Figure pct00039
은
Figure pct00040
, 바람직하게는
Figure pct00041
, 더욱 바람직하게는
Figure pct00042
를 나타내고,
Z8은 -(C=O)-O-, -CH2-O-, -CF2-O- 또는 -CH2-CH2-, 바람직하게는 -(C=O)-O- 또는 -CH2-O-를 나타내고,
o는 0 또는 1을 나타내고,
R91 및 R92는, 서로 독립적으로, 상기에서 R72에 대해 제시된 의미를 갖고,
R91은 바람직하게는 탄소수 2 내지 5, 바람직하게는 탄소수 3 내지 5의 알킬 라디칼을 나타내고,
R92는 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬 또는 알콕시 라디칼, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 알콕시 라디칼, 또는 탄소수 2 내지 4의 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
Figure pct00043
는
Figure pct00044
를 나타내고,
p 및 q는, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
(p + q)는 바람직하게는 0 또는 1을 나타내고,
Figure pct00045
가
Figure pct00046
를 나타내는 경우, 다르게는, 바람직하게는 p = q = 1임]; 및
(e) 역시 임의적으로, 바람직하게는 1% 내지 60%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 40% 범위, 특히 바람직하게는 8% 내지 35% 범위의 농도의, 방향자에 수직인 고 유전 상수 및 방향자에 평행한 고 유전 상수 둘 다를 갖는 하나 이상의 하기 화학식 IN의 화합물:
Figure pct00047
[상기 식에서,
Figure pct00048
은
Figure pct00049
를 나타내고,
Figure pct00050
는
Figure pct00051
를 나타내고,
n은 0 또는 1을 나타내고,
R11 및 R12는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일, 바람직하게는 알킬, 알콕시, 알켄일 또는 알켄일옥시, 가장 바람직하게는 알킬, 알콕시 또는 알켄일옥시를 나타내고, R11은 다르게는 R1을 나타내고, R12는 다르게는 X1을 나타내고,
R1은 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌, 바람직하게는 사이클로프로필렌 또는 1,3-사이클로펜틸렌으로 대체될 수 있음), 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌, 바람직하게는 사이클로프로필렌 또는 1,3-사이클로펜틸렌으로 대체될 수 있음), 바람직하게는 알킬 또는 알켄일을 나타내고,
1,3-사이클로펜텐일렌은 구조식
Figure pct00052
의 군으로부터 선택된 잔기이고,
바람직하게는
Figure pct00053
,
더욱 바람직하게는
Figure pct00054
이고,
X1은 F, Cl, 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 불화된 알킬, 불화된 알켄일, 불화된 알콕시 또는 불화된 알켄일옥시, 바람직하게는 F, Cl, CF3 또는 OCF3을 나타내고, 특히 화학식 I-1 및 I-2의 경우, 바람직하게는 F이고, 화학식 I-4의 경우, 바람직하게는 OCF3임]; 및
(f) 역시 임의적으로, 바람직하게는 1% 내지 60% 범위, 더욱 바람직하게는 5% 내지 40% 범위, 특히 바람직하게는 8% 내지 35% 범위의 농도의, 방향자에 수직인 고 유전 상수 및 방향자에 평행한 고 유전 상수 둘 다를 갖는 하나 이상의 하기 화학식 B의 화합물:
Figure pct00055
[상기 식에서,
Figure pct00056
은
Figure pct00057
를 나타내고,
Figure pct00058
는
Figure pct00059
Figure pct00060
를 나타내고,
RB1 및 RB2는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌, 바람직하게는 사이클로프로필렌 또는 1,3-사이클로펜틸렌으로 대체될 수 있음), 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌, 바람직하게는 사이클로프로필렌 또는 1,3-사이클로펜틸렌으로 대체될 수 있음), 바람직하게는 알킬, 알콕시, 알켄일 또는 알켄일옥시, 가장 바람직하게는 알킬, 알콕시 또는 알켄일옥시를 나타내고,
n은 0 또는 1, 바람직하게는 0을 나타냄]; 및
(g) 역시 임의적으로, 바람직하게는 1% 내지 60% 범위, 더욱 바람직하게는 5% 내지 40% 범위, 특히 바람직하게는 8% 내지 35% 범위의 농도의, 방향자에 수직인 고 유전 상수 및 방향자에 평행한 고 유전 상수 둘 다를 갖는 하나 이상의 하기 화학식 S의 화합물:
Figure pct00061
[상기 식에서,
Figure pct00062
은
Figure pct00063
를 나타내고,
Figure pct00064
는
Figure pct00065
Figure pct00066
를 나타내고,
RS1 및 RS2는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌, 바람직하게는 사이클로프로필렌 또는 1,3-사이클로펜틸렌으로 대체될 수 있음), 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌, 바람직하게는 사이클로프로필렌 또는 1,3-사이클로펜틸렌으로 대체될 수 있음), 바람직하게는 알킬, 알콕시, 알켄일 또는 알켄일옥시, 가장 바람직하게는 알킬, 알콕시 또는 알켄일옥시를 나타내고,
n은 0 또는 1, 바람직하게는 1을 나타냄].
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 네마틱 상을 가진다.
화학식 I의 화합물에서, N(R13)(R14) 기는 또한 바람직하게는 아민일 수 있다.
하기 실시양태가 바람직하다:
p는 2이고,
Figure pct00067
는 4개의 결합 부위를 갖는 유기 라디칼, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30의 알칸테트라일 단위(이때, m 기에 더하여, 상기 분자 중에 존재하는 R12에서, 이들 서로 독립적으로, 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있거나 복수개의 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있음), 바람직하게는 2개의 말단 탄소 원자 각각 상에 1 또는 2의 원자가를 갖는 알칸테트라일 단위(이때, 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는, 2개의 O 원자들이 서로 직접 결합되지 않는 방식으로, -O- 또는 -(C=O)-로 대체될 수 있음), 또는 8 이하의 원자가를 갖는 치환된 또는 비치환된 방향족 또는 헤테로방향족 탄화수소 라디칼(이때, m 기에 더하여, 상기 분자 중에 존재하는 R12에서, 이들 서로 독립적으로, 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있거나 복수개의 추가의 H 원자는 R12로 대체될 수 있음)이거나,
Figure pct00068
는
Figure pct00069
(바이페닐-1,1',3,3'-테트라일),
Figure pct00070
(벤젠-1,2,4,5-테트라일), >CH-[CH2]r-CH<(이때, r ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5 내지 18}), 또는 -CH2-(CH-)-[CH2]q-(CH-)-CH2-<(이때, q ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5 내지 16})를 나타내거나,
Figure pct00071
는
Figure pct00072
(벤젠-1,3,5-트라이일),
Figure pct00073
(벤젠-1,2,4-트라이일) 또는 >CH-[CH2]r-CH2-(이때, r ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5 내지 18})를 나타내거나,
Figure pct00074
는 -CH2-[CH2]r-CH2-(이때, r ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5 내지 18}), 옥탄-1,8-다이일, 헵탄-1,7-다이일, 헥산-1,6-다이일, 펜탄-1,5-다이일, 부탄-1,4-다이일, 프로판-1,3-다이일, 에탄-1,2-다이일, 또는
Figure pct00075
을 나타낸다.
다른 바람직한 실시양태에서, p는 1을 나타낸다.
본원에서, 원소들은 모두 이들 각각의 동위원소를 포함한다. 특히, 화합물 중의 하나 이상의 H는 D로 치환될 수도 있고, 이는 또한 몇몇 실시양태에서 특히 바람직하다. 대응 화합물의 대응적으로 높은 중수소화도(degree of deuteration)는, 예를 들어 화합물의 검출 및 확인을 가능하게 한다. 이는, 몇몇 경우, 특히 화학식 I의 화합물의 경우, 매우 유익하다.
본원에서, 알킬은 특히 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 CH3-, C2H5-, n-C3H7-, n-C4H9- 또는 n-C5H11-을 나타내고,
알켄일은 특히 바람직하게는 CH2=CH-, E-CH3-CH=CH-, CH2=CH-CH2-CH2-, E-CH3-CH=CH-CH2-CH2- 또는 E-(n-C3H7)-CH=CH-를 나타낸다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 1 ppm 내지 2500 ppm, 바람직하게는 1 ppm 내지 1500 ppm, 바람직하게는 1 내지 600 ppm, 더더욱 바람직하게는 1 내지 250 ppm, 바람직하게는 1 내지 200 ppm, 매우 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 100 ppm의 화학식 I의 화합물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물에서,
Figure pct00076
는
Figure pct00077
,
Figure pct00078
(바이페닐-1,1',3,3'-테트라일) 또는
Figure pct00079
(벤젠-1,2,4,5-테트라일)을 나타내고,
Figure pct00080
는
Figure pct00081
(벤젠-1,3,5-트라이일) 또는
Figure pct00082
(벤젠-1,2,4-트라이일)을 나타내고,
Figure pct00083
는 -(CH2-)2, -(CH2-)3, -(CH2-)4, -(CH2-)5, -(CH2-)6, -(CH2-)7, -(CH2-)8, 즉, 에탄-1,2-다이일, 프로판-1,3-다이일, 부탄-1,4-다이일, 펜탄-1,5-다이일, 헥산-1,6-다이일, 헵탄-1,7-다이일, 옥탄-1,8-다이일,
Figure pct00084
을 나타내고/나타내거나,
-Z12-S11-Z11-은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, -O-, -S11-O-, -O-S11-O-, -(C=O)-O-S11-O-, -O-(C=O)-S11-O-, -O-(C=O)-S11-(C=O)-O-, -O-S11-(C=O)-O-, -(C=O)-O-S11-C, -(C=O)-O-S11-O-(C=O)-, -(N-R13)-S11-O-, -(N-R13-C(=O)-S11-(C=O)-O 또는 단일 결합, 바람직하게는 -O-, -S11-O-, -O-S11-O-, -(C=O)-O-S11-O-, -O-(C=O)-S11-O- 또는 -O-S11-(C=O)-O-를 나타내고/내거나,
S11은 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌 기를 나타내고/내거나,
R11은, 존재하는 경우, 알킬, 알콕시 또는 H, 바람직하게는 H 또는 알킬을 나타내고/나타내거나,
R12는 H, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필 또는 3-헵틸, 또는 사이클로헥실을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물에서,
Figure pct00085
은 구조식
Figure pct00086
의 군으로부터 선택된 기를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물에서,
Figure pct00087
은 구조식
Figure pct00088
의 군으로부터 선택된 기를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물에서, p는 바람직하게는 1을 나타내고,
Figure pct00089
은
Figure pct00090
, 바람직하게는 -O-S11-O-, -S11-O- 또는 -O-S11-, 특히 바람직하게는 -O-S11-O- 또는 -S11-O를 나타낸다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물에서,
Figure pct00091
기는 바람직하게는 구조식
Figure pct00092
의 군으로부터 선택된 기를 나타낸다.
p가 2인, 본 발명의 다른 바람직한 실시양태(이는 전술된 실시양태와 동일하거나 상이할 수 있음)에서, 화학식 I의 화합물에서,
Figure pct00093
는 바람직하게는 구조식
Figure pct00094
의 군으로부터 선택된 기를 나타낸다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태(이는 전술된 실시양태와 동일하거나 상이할 수 있음)에서, 화학식 I의 화합물에서,
Figure pct00095
기는, 각각의 경우, 서로 독립적으로,
Figure pct00096
를 나타낸다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물에서, 존재하는 모든
Figure pct00097
기는 동일한 의미를 가진다.
상기 화합물은 액정 혼합물에서 안정화제로서 고도로 적합하다. 특히, 이는 UV 노출에 대해 상기 혼합물의 VHR을 안정화시킨다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 각각의 경우, 하기 화학식 I-1 내지 I-11의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 I-1 내지 I-10의 화합물의 군, 특히 바람직하게는 하기 화학식 I-2 내지 I-10의 화합물의 군, 매우 특히 바람직하게는 하기 화학식 I-2 및/또는 I-3 및/또는 I-4의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함한다:
Figure pct00098
Figure pct00099
Figure pct00100
Figure pct00101
Figure pct00102
Figure pct00103
.
본 발명의 더더욱 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 각각의 경우, 화학식 I-1 및/또는 I-3 내지 I-7 및/또는 I-8 및/또는 I-9 및/또는 I-10의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함한다.
본 발명의 더더욱 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 각각의 경우, 화학식 I-2 및/또는 I-7 및/또는 I-9 및/또는 I-10의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함한다.
화학식 I 또는 이의 바람직한 하위화학식의 화합물에 더하여, 본 발명에 따른 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 1% 이상 90% 이하 범위, 바람직하게는 10% 이상 80% 이하 범위, 특히 바람직하게는 20% 이상 70% 이하의 총 농도로 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은, 하기 화학식 II-1 및 II-2의 화합물의 군으로부터 선택되고 바람직하게는 양의 유전율을 갖고 바람직하게는 3 이상의 유전 이방성을 갖는 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00104
상기 식에서,
매개변수들은 상기 화학식 II 하에 제시된 각각의 의미를 갖고,
L23 및 L24는, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는 L23은 F를 나타내고,
Figure pct00105
는
Figure pct00106
에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
화학식 II-1 및 II-2의 경우, X2는 바람직하게는 F 또는 OCF3, 특히 바람직하게는 F를 나타내고,
화학식 II-2의 경우,
Figure pct00107
는, 서로 독립적으로, 바람직하게는
Figure pct00108
를 나타낸다.
화학식 I 또는 이의 바람직한 하위화학식의 화합물에 더하여, 본 발명에 따른 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 1% 이상 40% 이하, 바람직하게는 3% 이상 20% 이하, 특히 바람직하게는 4% 이상 10% 이하 범위의 총 농도로 포함한다.
화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-1 및 III-2의 화합물의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00109
상기 식에서, 매개변수들은 화학식 III 하에 제시된 의미를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 매질은, 화학식 III-1 및/또는 III-2의 화합물에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 하기 화학식 III-3의 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pct00110
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 각각의 의미를 갖고,
매개변수 L31 및 L32는, 서로 및 다른 매개변수와 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 화학식 II-1 및 II-2의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함하며, 이때 L21과 L22 및/또는 L23과 L24 둘 다는 F를 나타낸다.
바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은 화학식 II-1 및 II-2의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함하며, 이때 L21, L22, L23 및 L24는 모두 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 II-1의 화합물을 포함한다. 화학식 II-1의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-1a 내지 II-1e의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 II-1a 및/또는 II-1b 및/또는 II-1d, 바람직하게는 하기 화학식 II-1a 및/또는 II-1d 또는 II-1b 및/또는 II-1d, 가장 바람직하게는 하기 화학식 II-1d의 하나 이상의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00111
Figure pct00112
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 각각의 의미를 갖고,
L25 및 L26은, 서로 및 다른 매개변수와 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는
화학식 II-1a 및 II-1b에서, L21 및 L22 둘 다는 F를 나타내고,
화학식 II-1c 및 II-1d에서, L21 및 L22 둘 다는 F를 나타내고/내거나, L23 및 L24 둘 다는 F를 나타내고,
화학식 II-1e에서, L21, L22 및 L23은 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 II-2의 화합물을 포함하며, 이는 바람직하게는 하기 화학식 II-2a 내지 II-2k의 화합물의 군, 바람직하게는, 하기 화학식 II-2a 및/또는 II-2h 및/또는 II-2j의 하나 이상의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00113
Figure pct00114
Figure pct00115
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 각각의 의미를 갖고,
L25 내지 L28은, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는 L27 및 L28 둘 다는 H를 나타내고, 특히 바람직하게는 L26은 H를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는 화학식 II-1a 내지 II-1e의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함하며, 이때 L21 및 L22 둘 다는 F를 나타내고/내거나, L23 및 L24 둘 다는 F를 나타낸다.
바람직한 실시양태에서, 상기 액정 매질은 화학식 II-2a 내지 II-2k의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함하며, 이때 L21, L22, L23 및 L24 모두는 F를 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 II-2의 화합물은 하기 화학식, 특히 바람직하게는 하기 화학식 II-2a-1 및/또는 II-2h-1 및/또는 II-2k-2의 화합물이다:
Figure pct00116
Figure pct00117
상기 식에서, R2 및 X2는 상기 제시된 의미를 갖고, X2는 바람직하게는 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1의 화합물을 포함한다. 화학식 III-1의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-1a 내지 III-1j의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1c, III-1f, III-1g 및 III-1j의 화합물으로부터 선택된다:
Figure pct00118
Figure pct00119
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 매개변수들은 상기 제시된 각각의 의미를 갖고, 매개변수 L35 및 L36은, 서로 및 다른 매개변수와 독립적으로, H 또는 F를 나타내고, 매개변수 L35 및 L36은, 서로 및 다른 매개변수와 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1c의 화합물을 포함하며, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-1c-1 내지 III-1c-5의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1c-1 및/또는 III-1c-2, 가장 바람직하게는 하기 화학식 III-1c-1의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00120
상기 식에서, R3은 상기 제시된 의미를 가진다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1f의 화합물을 포함하고, 이는 바람직하게는 화학식 III-1f-1 내지 III-1f-6의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1f-1 및/또는 III-1f-2 및/또는 III-1f-3 및/또는 III-1f-6, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 III-1f-3 및/또는 III-1f-6, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 III-1f-6의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00121
상기 식에서, R3은 상기 제시된 의미를 가진다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1g의 화합물을 포함하며, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-1g-1 내지 III-1g-5의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1g-3의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00122
상기 식에서, R3은 상기 제시된 의미를 가진다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1h의 화합물을 포함하며, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-1h-1 내지 III-1h-3의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1h-3의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00123
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 의미를 갖고, X3은 바람직하게는 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1i의 화합물을 포함하고, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-1i-1 및 III-1i-2의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1i-2의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00124
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 의미를 갖고, X3은 바람직하게는 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-1j의 화합물을 포함하고, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-1j-1 및 III-1j-2의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-1j-1의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00125
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 의미를 가진다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-2의 화합물을 포함한다. 화학식 III-2의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-2a 및 III-2b의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 III-2b의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00126
상기 식에서, 매개변수들은 상기 제시된 각각의 의미를 갖고, 매개변수 L33 및 L34는, 서로 및 다른 매개변수와 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-2a의 화합물을 포함하며, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-2a-1 내지 III-2a-6의 화합물의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00127
상기 식에서, R3은 상기 제시된 의미를 가진다.
상기 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 III-2b의 화합물을 포함하며, 이는 바람직하게는 하기 화학식 III-2b-1 내지 III-2b-4, 바람직하게는 III-2b-4의 화합물의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00128
상기 식에서, R3은 상기 제시된 의미를 가진다.
화학식 III-1 및/또는 III-2의 화합물에 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 매질은 하나 이상의 하기 화학식 III-3의 화합물을 포함한다:
Figure pct00129
상기 식에서, 매개변수들은 화학식 III 하에 상기 제시된 각각의 의미를 가진다.
상기 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 III-3a 및 III-3b의 화합물의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00130
상기 식에서, R3은 상기 제시된 의미를 가진다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은, 바람직하게는 화학식 VI, VII, VIII 및 IX의 화합물의 군으로부터 선택되고 하나 이상의 중성 유전율을 갖고 바람직하게는 -1.5 내지 3 범위의 유전 이방성을 갖는 화합물을 하나 이상 포함한다.
본 발명에서, 모든 원소들은 이들 각각의 동위원소를 포함한다. 특히, 화합물에서 하나 이상의 H는 D로 대체될 수 있고, 이는 또한, 몇몇 실시양태에서 특히 바람직하다. 대응 화합물의 대응적으로 높은 중수소화도는, 상기 화합물의 검출 및 확인을 가능하게 한다. 이는, 몇몇 경우, 특히 화학식 I의 화합물의 경우, 매우 유용하다.
본원에서,
알킬은 특히 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 CH3-, C2H5-, n-C3H7-, n-C4H9- 또는 n-C5H11-을 나타내고,
알켄일은 특히 바람직하게는 CH2=CH-, E-CH3-CH=CH-, CH2=CH-CH2-CH2-, E-CH3-CH=CH-CH2-CH2- 또는 E-(n-C3H7)-CH=CH-를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 하나 이상의 화학식 B의 화합물, 바람직하게는 하기 화학식 B-1의 화합물을, 바람직하게는 1% 내지 20%, 특히 바람직하게는 2% 내지 15%, 매우 특히 바람직하게는 3% 내지 9%의 농도로 포함한다:
Figure pct00131
상기 식에서, 매개변수들은 상기 화학식 B 하에 제시된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게는
RB1 및 RB2는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7의 비치환된 알킬 라디칼, 알콕시 라디칼, 옥사알킬 라디칼 또는 알콕시알킬 라디칼, 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일 라디칼 또는 알켄일옥시 라디칼을 나타내고, 바람직하게는 이들 둘 다 알콕시 라디칼을 나타내고,
LB1 및 LB2는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타낸다.
특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 하기 화학식 OH-1 내지 OH-6의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure pct00132
.
상기 화합물은 열적 부하에 대한 상기 매질의 안정화에 고도로 적합하다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 특히, p가 2를 나타내고, n이 2, 3 또는 4, 바람직하게는 2 또는 3, 특히 바람직하게는 3을 나타내는, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하며, 상기 매질은 탁월한 안정성을 가진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 각각의 경우, p가 1을 나타내고, n이 3, 4, 5 또는 6, 바람직하게는 4를 나타내고, -Z11-S11-Z12- 기가 ω-비스옥시알킬렌(즉, -O-S11-O-)을 나타내는, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 적어도 포함하며, 상기 매질은 탁월한 안정성을 가진다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 액정 매질을 함유하는 전광 디스플레이 또는 전광 부품에 관한 것이다. IPS, FFS, VA 또는 ECB 효과, 바람직하게는 IPS 또는 FFS 효과에 기초하는 전광 디스플레이, 특히 능동-매트릭스 어드레싱 디바이스에 의해 어드레싱되는 것들이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 또한, 전광 디스플레이 또는 전광 부품에서의 본 발명에 따른 액정 매질의 용도; 및 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 바람직하게는, 하나 이상의 하위화학식 II-1의 화합물, 및 바람직하게는 화학식 III 및 IV 및/또는 V 및/또는 VI 내지 IX 및/또는 IN 및/또는 B 및/또는 S의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 화합물과 혼합하는 것을 특징으로 하는, 본 발명에 따른 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 및 화학식 III 내지 IX, B, S 및 IN의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질의 안정화 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 상기 매질에 첨가하는 것을 특징으로 한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은, 하기 화학식 IV-1 내지 IV-4의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 IV-1 및/또는 IV-2의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 IV의 화합물을 포함한다:
Figure pct00133
상기 식에서,
알킬 및 알킬'는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬을 나타내고,
알켄일 및 알켄일'는, 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 5, 바람직하게는 탄소수 2 내지 4, 특히 바람직하게는 탄소수 2의 알켄일 라디칼을 나타내고,
알켄일'는 탄소수 2 내지 5, 바람직하게는 탄소수 2 내지 4, 특히 바람직하게는 탄소수 2 또는 3의 알켄일 라디칼을 나타내고,
알콕시는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 알콕시를 나타낸다.
특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 하나 이상의 화학식 IV-1의 화합물 및/또는 하나 이상의 화학식 IV-2의 화합물을 포함한다.
특히 바람직한 화학식 IV-1의 화합물은 하기 화학식의 화합물의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00134
상기 식에서, 알킬은 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬, 특히 바람직하게는 n-알킬을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 IV-1의 화합물은 하기 화학식의 화합물의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00135
Figure pct00136
.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은, 하기 화학식 V-1 내지 V-11의 화합물로 이루어진 군, 바람직하게는 화학식 V-1 내지 V-5의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 V의 화합물을 포함한다:
Figure pct00137
Figure pct00138
상기 식에서, 매개변수들은 화학식 V 하에 상기 제시된 의미를 갖고,
Y5는 H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는
R51은 탄소수 1 내지 7의 알킬 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일을 나타내고,
R52는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 탄소수 2 내지 7의 알켄일 또는 탄소수 1 내지 6의 알콕시, 바람직하게는 알킬 또는 알켄일, 특히 바람직하게는 알켄일을 나타낸다.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 하기 화학식 V-1a 및 V-1b의 화합물로 이루어진 군, 바람직하게는 화학식 V-1b의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 V-1의 화합물을 포함한다:
Figure pct00139
상기 식에서,
알킬 및 알킬'는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬을 나타내고,
알콕시는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 알콕시를 나타낸다.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 하기 화학식 V-3a 및 V-3b로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 V-3의 화합물을 포함한다:
Figure pct00140
상기 식에서,
알킬 및 알킬'는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬을 나타내고,
알켄일은 탄소수 2 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알켄일을 나타낸다.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 하기 화학식 V-4a 및 V-4b의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 V-4의 화합물을 포함한다:
Figure pct00141
상기 식에서, 알킬 및 알킬'는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬을 나타낸다.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은, 하기 화학식 V-5a 내지 V5d의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 V-5a 및/또는 V-5b의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 V-5의 화합물을 포함한다:
Figure pct00142
Figure pct00143
상기 식에서,
알킬 및 알킬'는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬을 나타내고,
알켄일 및 알켄일'는, 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 5, 바람직하게는 탄소수 2 내지 4, 특히 바람직하게는 탄소수 4의 알켄일 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 액정 매질은 하나 이상의 키랄 화합물을 포함할 수도 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태는 하기 조건 중 하나 이상을 만족하며, 여기서의 두문자어(약어)는 하기 표 A 내지 C에서 설명되며, 하기 표 D에 예로서 예시된다:
i. 상기 액정 매질은 0.060 이상, 특히 바람직하게는 0.070 이상의 복굴절률을 가진다.
ii. 상기 액정 매질은 0.130 이하, 특히 바람직하게는 0.120 이하의 복굴절률을 가진다.
iii. 상기 액정 매질은 0.090 이상 0.120 이하 범위의 복굴절률을 가진다.
iv. 상기 액정 매질은 2.0 이상, 특히 바람직하게는 3.0 이상의 값을 갖는 음의 유전 이방성을 가진다.
v. 상기 액정 매질은 5.5 이하, 특히 바람직하게는 5.0 이하의 값을 갖는 음의 유전 이방성을 가진다.
vi. 상기 액정 매질은 3.6 이상 5.2 이하 범위의 값을 갖는 음의 유전 이방성을 가진다.
vii. 전체 혼합물 중의 화학식 II의 화합물의 총 농도는 25% 이상, 바람직하게는 30% 이상이고, 바람직하게는 25% 이상 49% 이하 범위, 특히 바람직하게는 29% 이상 47% 이하 범위, 매우 특히 바람직하게는 37% 이상 44% 이하 범위이다.
viii. 상기 액정 매질은, 바람직하게는 50% 이하, 특히 바람직하게는 42% 이하의 농도의, 화학식 CC-n-V 및/또는 CC-n-Vm, 특히 바람직하게는 CC-3-V의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 IV의 화합물, 및 임의적으로 추가적으로, 바람직하게는 15% 이하의 농도의 화학식 CC-3-V1의 화합물, 및/또는 바람직하게는 20% 이하, 특히 바람직하게는 10% 이하의 농도의 화학식 CC-4-V의 화합물을 포함한다.
ix. 전체 혼합물 중의 화학식 CC-3-V의 화합물의 총 농도는 20% 이상, 바람직하게는 25% 이상이다.
x. 전체 혼합물 중의 화학식 II 및 III의 화합물의 비율은 10% 이상, 바람직하게는 75% 이하이다.
xi. 상기 액정 매질은 화학식 I, II, III, IV, V 및 B 및/또는 S의 화합물, 바람직하게는 화학식 I, II, III, IV, V 및 S의 화합물로 본질적으로 이루어진다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 액정 매질을 유전체로서 함유하는 것을 특징으로 하는, VA 또는 ECB 효과에 기초한 능동-매트릭스 어드레싱을 갖는 전광 디스플레이에 관한 것이다.
상기 액정 혼합물은 바람직하게는 80℃ 이상의 폭을 갖는 네마틱 상 범위, 및 20℃에서 30 mm2·s-1 이하의 유동 점도(ν20)를 가진다.
본 발명에 따른 액정 혼합물은 -0.5 내지 -8.0, 특히 -1.5 내지 -6.0, 매우 특히 바람직하게는 -2.0 내지 -5.0의 Δε을 갖고, 여기서 Δε은 유전 이방성을 나타낸다.
회전 점도(γ1)는 바람직하게는 150 mPa·s 이하, 특히 120 mPa·s 이하, 매우 특히 바람직하게는 120 mPa·s 이하이다.
본 발명에 따른 혼합물은 모든 IPS 및 FFS-TFT 용도에 적합하다. 이는 또한, 모든 VA 용도, 예를 들어, VAN, MVA, (S)-PVA 및 ASV 용도, 및 음의 Δε을 갖는 PALC 용도에 적합하다.
본 발명에 따른 디스플레이 중의 네마틱 액정 혼합물은 일반적으로 2개 성분 A 및 B를 포함하고, 이들 성분 자체는 하나 이상의 개별적인 화합물로 이루어진다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 4 내지 15개, 특히 5 내지 12개, 특히 바람직하게는 10개 이하의 화합물을 포함한다. 이는 바람직하게는 화학식 I, II 및 III-1 내지 III-4, 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 액정 매질은 또한 임의적으로 18개보다 많은 화합물로 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 이들은 바람직하게는 18 내지 25개의 화합물을 포함한다.
화학식 I 내지 V의 화합물 외에, 다른 구성요소가, 예를 들어 전체 혼합물의 45%까지, 그러나 바람직하게는 35%까지, 특히 10%까지의 양으로 존재할 수도 있다.
본 발명에 따른 매질은 또한, 양의 유전율을 갖는 성분을 임의적으로 포함할 수 있고, 이의 총 농도는 상기 전체 매질을 기준으로 바람직하게는 10% 이하이다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 전체 혼합물을 기준으로, 하기 농도의 하기 화합물을 포함한다:
100 ppm 이상 2500 ppm 이하, 바람직하게는 300 ppm 이상 2000 ppm 이하, 특히 바람직하게는 500 ppm 이상 1500 ppm 이하, 매우 특히 바람직하게는 700 ppm 이상 1200 ppm 이하의 화학식 I의 화합물,
20% 이상 60% 이하, 바람직하게는 25% 이상 50% 이하, 특히 바람직하게는 30% 이상 45% 이하의 화학식 II의 화합물, 및
50% 이상 70% 이하의 화학식 I 내지 IX 및/또는 IN 및/또는 B 및/또는 S의 화합물.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은, 화학식 II, III, IV, V, VI, VII, VIII 및 IX의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 II 및/또는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하고, 이는, 서로 독립적으로, 치환된 1,4-페닐렌의 하기 군으로부터 선택된 하나 이상의 고리를 포함한다:
Figure pct00144
.
상기 바람직한 실시양태의 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 하기 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure pct00145
.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은, 화학식 II, III, IV, V, VI, VII, VIII 및 IX의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 II 및/또는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하며, 이는, 하기 말단 기로부터 선택되는 하나의 말단 기, 또는 존재하는 경우, 2개의 말단 기, 바람직하게는 하나의 말단 기를 포함한다:
3-플루오로프로필, 사이클로프로필, 사이클로프로필메틸, 2-사이클로프로필에틸, 사이클로부틸, 사이클로부틸메틸, 사이클로펜틸 및 사이클로펜틸메틸,
바람직하게는 3-플루오로프로필, 사이클로프로필, 사이클로프로필메틸, 2-사이클로프로필에틸, 사이클로부틸메틸 및 사이클로펜틸메틸.
상기 바람직한 실시양태의 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 하기 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure pct00146
Figure pct00147
Figure pct00148
Figure pct00149
Figure pct00150
Figure pct00151
Figure pct00152
.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은, 화학식 I, II, III, IV, V, In, B 및 S의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 I, II 및/또는 III 및/또는 B 및/또는 S의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 포함하고, 이는 바람직하게는 상기 화학식의 화합물들로 주로 이루어지고, 특히 바람직하게는 이들로 본질적으로 이루어지고, 매우 특히 바람직하게는 이들로 사실상 완전히 이루어진다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는, 각각의 경우, 적어도 -20℃ 이하에서 70℃ 이상까지, 특히 바람직하게는 -30℃ 이하에서 80℃ 이상까지, 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 이하에서 85℃ 이상까지, 가장 바람직하게는 -40℃ 이하에서 90℃ 이상까지의 네마틱 상을 가진다.
본원에서 "네마틱 상을 가진다"라는 표현은, 한편으로는 스멕틱 상 및 결정화가 대응 온도에서 저온에서 관찰되지 않음을 의미하고, 다른 한편으로는 가열시 네마틱 상으로부터 등명화가 발생하지 않음을 의미한다. 저온에서의 검사는 대응 온도에서 유동 점도계에서 수행되고, 100시간 이상 동안 전광 용도에 대응하는 셀 두께를 갖는 시험 셀에서 저장하여 체크한다. 대응 시험 셀에서 -20℃의 온도에서의 저장 안정성이 1000시간 이상인 경우, 매질은 이 온도에서 안정적인 것으로 간주된다. -30℃ 및 -40℃의 온도에서, 대응 시간은 각각 500시간 및 250시간이다. 고온에서는, 등명점이 통상적인 방법에 의해 모세관에서 측정된다. 또한, 벌크(1 mL의 샘플)의 저온 저장 수명은, -20℃ 또는 -30℃의 온도에서 유리 바이알 내에서 결정된다. 상기 온도에서, 바람직하게는 -30℃에서, 안정한 저장 수명은 바람직하게는 120시간 이상, 특히 바람직하게는 240시간 이상이다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은, 중간 내지 낮은 범위의 광학 이방성 값을 특징으로 한다. 복굴절률 값은 바람직하게는 0.065 이상 0.130 이하 범위, 특히 바람직하게는 0.080 이상 0.120 이하 범위, 매우 특히 바람직하게는 0.085 이상 0.110 이하 범위이다.
이러한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 음의 유전 이방성을 갖고, 비교적 높은 유전 이방성 절대 값(│Δε│)을 가지며, 이는 바람직하게는 2.7 이상 5.3 이하, 바람직하게는 2.7 이상 4.5 이하, 바람직하게는 2.9 이상 4.5 이하, 특히 바람직하게는 3.0 이상 4.0 이하, 매우 특히 바람직하게는 3.5 이상 3.9 이하 범위이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 1.7 V 이상 2.5 V 이하, 바람직하게는 1.8 V 이상 2.4 V 이하, 특히 바람직하게는 1.9 V 이상 2.3 V 이하, 매우 특히 바람직하게는 1.95 V 이상 2.1 V 이하 범위인 비교적 낮은 역치 전압(V0) 값을 가진다.
다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 5.0 이상 7.0 이하, 보다 바람직하게는 5.5 이상 6.5 이하, 보다 더 바람직하게는 5.7 이상 6.4 이하, 특히 바람직하게는 5.8 이상 6.2 이하, 매우 특히 바람직하게는 5.9 이상 6.1 이하 범위인 비교적 낮은 평균 유전 이방성(εav. ≡ (ε∥ + 2ε⊥)/3) 값을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 액정 셀에서 높은 VHR 값을 가진다.
셀 중 20℃에서 새로 충전된 셀에서, 상기 값은 바람직하게는 95% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 특히 바람직하게는 98% 이상, 매우 특히 바람직하게는 99% 이상이고, 100℃ 오븐에서 5분 후의 셀에서, 상기 값은 90% 이상, 바람직하게는 93% 이상, 특히 바람직하게는 96% 이상, 매우 특히 바람직하게는 98% 이상이다.
일반적으로, 본원에서 낮은 어드레싱 전압 또는 역치 전압을 갖는 액정 매질은 더 높은 어드레싱 전압 또는 역치 전압을 갖는 액정 매질보다 더 낮은 VHR을 갖고, 그 반대도 성립한다.
개별적인 물성에 대한 이들 바람직한 값은 또한 바람직하게는, 각각의 경우, 본 발명에 따른 매질에 의해 서로 조합되어 유지된다.
본원에서 용어 "화합물"("화합물(들)"로도 기재됨)은, 달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 하나의 화합물 및 복수개의 화합물 둘 다를 의미한다.
달리 제시되지 않는 한, 개별적인 화합물은 일반적으로, 각각의 경우, 1% 이상 30% 이하, 바람직하게는 2% 이상 30% 이하, 특히 바람직하게는 3% 이상 16% 이하의 농도로 상기 혼합물에 사용된다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은,
하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및
바람직하게는 화학식 CC-n-V 및 CC-n-Vm의 화합물의 군, 바람직하게는 CC-3-V, CC-3-V1, CC-4-V 및 CC-5-V의 화합물의 군, 특히 바람직하게는 화학식 CC-3-V, CC-3-V1 및 CC-4-V의 화합물의 군, 매우 특히 바람직하게는 화합물 CC-3-V, 및 임의적으로, 추가로 화합물 CC-4-V 및/또는 CC-3-V1로부터 선택된 하나 이상의 화학식 IV의 화합물
을 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은,
하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 II의 화합물, 바람직하게는 화학식 PUQU-n-F, CDUQU-n-F, APUQU-n-F, DPUQU-n-F 및 PGUQU-n-F의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 III의 화합물, 바람직하게는 화학식 CCG-n-FCCP-n-OT, CLP-n-T, CGG-n-F, CGG-n-OD 및 PPGU-n-F의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 IV의 화합물, 바람직하게는 화학식 CC-n-V, CC-n-Vm, CC-n-m, CC-V-V, 및 CCVC-n-V의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 V의 화합물, 바람직하게는 화학식 CP-n-Om, CCP-n-m, CCP-V-n, CCP-V2-n, CLP-V-n, CCVC-n-V, CGP-n-m, PGP-n-m, PGP-n-mV 및 CPGP-n-m의 화합물, 및/또는
임의적으로, 바람직하게는 의무적으로, 화학식 Y-n-Om, Y-nO-Om 및/또는 CY-n-Om의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 VI의 화합물, 바람직하게는 화학식 Y-3-O1, Y-4O-O4, CY-3-O2, CY-3-O4, CY-5-O2 및 CY-5-O4의 화합물, 및/또는
임의적으로, 바람직하게는 의무적으로, 바람직하게는 화학식 CCY-n-m 및 CCY-n-Om의 화합물의 군, 바람직하게는 하기 화학식 CCY-n-Om의 화합물, 바람직하게는 화학식 CCY-3-O2, CCY-2-O2, CCY-3-O1, CCY-3-O3, CCY-4-O2, CCY-3-O2 및 CCY-5-O2의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 VII-1의 화합물, 및/또는
임의적으로, 바람직하게는 의무적으로, 바람직하게는 화학식 CLY-2-O4, CLY-3-O2 및 CLY-3-O3의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 VII-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 CLY-n-Om의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 VIII의 화합물, 바람직하게는 화학식 CZY-n-On 및 CCOY-n-m의 화합물, 및/또는
바람직하게는 화학식 PYP-n-m 및 PGIY.n-Om의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 IX의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 B의 화합물, 및/또는
하나 이상의 화학식 S의 화합물, 및/또는
임의적으로, 바람직하게는 의무적으로, 바람직하게는 화학식 CC-n-V, CC-n-Vm 및 CC-nV-Vm의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 CC-3-V, CC-3-V1, CC-4-V, CC-5-V 및 CC-V-V의 화합물, 특히 바람직하게는 화학식 CC-3-V, CC-3-V1, CC-4-V 및 CC-V-V의 화합물의 군, 매우 특히 바람직하게는 화합물 CC-3-V, 및 임의적으로, 추가로 화합물(들) CC-4-V 및/또는 CC-3-V1 및/또는 CC-V-V로부터 선택된 하나 이상의 화학식 IV의 화합물.
본 발명의 특정 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 하나 이상의 화학식 PPGU-n-F의 화합물을 포함한다. 화학식 PPGU-n-F의 화합물은 또한 액정 혼합물에서 안정화제로서 고도로 적합하다.
본 발명의 특정 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 하나 이상의 화학식 IX의 화합물을 포함한다.
특히 p = q = 1이고, 고리 A9가 1,4-페닐렌인 경우, 화학식 IX의 화합물이 또한 액정 혼합물에서 안정화제로서 고도로 적합하다. 이는 특히, UV 노출에 대해 상기 혼합물의 VHR을 안정화시킨다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 하기 화학식 IX-1 내지 IX-4의 화합물의 군, 매우 특히 바람직하게는 하기 화학식 IX-1 내지 IX-3의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 IX의 화합물을 포함한다:
Figure pct00153
상기 식에서, 매개변수들은 화학식 IX 하에 제시된 의미를 갖고, F/H는 F 또는 H를 의미한다.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 하나 이상의 화학식 IX-3, 바람직하게는 하기 화학식 IX-3-a의 화합물을 포함한다:
Figure pct00154
상기 식에서,
알킬 및 알킬'는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 7, 바람직하게는 탄소수 2 내지 5의 알킬을 나타낸다.
화학식 IX의 화합물이 본 발명에 따른 액정 매질에 사용되는 경우, 이는 바람직하게는 20% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하, 가장 바람직하게는 5% 이하, 개별적인(즉, 상동) 화합물의 경우, 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하의 농도로 제공된다.
본 발명에서는, 개별적인 경우, 달리 제시되지 않는 한, 조성물의 구성요소의 명세와 관련하여 하기 정의가 적용된다:
- "포함한다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 5% 이상, 특히 바람직하게 10% 이상, 매우 특히 바람직하게는 20% 이상이다.
- "주로 이루어진다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 55% 이상, 매우 특히 바람직하게는 60% 이상이다.
- "본질적으로 이루어진다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 매우 특히 바람직하게는 95% 이상이다.
- "사실상 완전히 이루어진다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 98% 이상, 특히 바람직하게는 99% 이상, 매우 특히 바람직하게는 100.0%이다.
이는, 구성요소(성분 및 화합물일 수 있음)을 갖는 조성물로서의 매질과, 구성요소(즉, 화합물)을 갖는 성분 둘 다에 적용된다. 전체 매질에 대한 개별적인 화합물의 농도에 관해서만, 용어 "포함한다"는, 해당 화합물의 농도가 바람직하게는 1% 이상, 특히 바람직하게는 2% 이상, 매우 특히 바람직하게는 4% 이상임을 의미한다.
본 발명에서, "≤"는 이하, 바람직하게는 미만을 의미하고, "≥"는 이상, 바람직하게는 초과를 의미한다.
본 발명에서,
Figure pct00155
는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
Figure pct00156
는 1,4-사이클로헥실렌, 바람직하게는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
Figure pct00157
는 1,4-페닐렌을 나타낸다.
본 발명에서, "양의 유전율을 갖는 화합물"이란 표현은, 1.5 초과의 Δε을 갖는 화합물을 의미하고, "중성 유전율을 갖는 화합물"이란 표현은, -1.5 이상 1.5 이하의 Δε을 갖는 화합물을 의미하고, "음의 유전율을 갖는 화합물"이란 표현은, -1.5 미만의 Δε을 갖는 화합물을 의미한다. 본원에서, 화합물의 유전 이방성은, 액정 호스트에 10%의 화합물을 용해시키고, 각각의 경우, 20 μm의 셀 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀에서, 20℃의 온도 및 1 kHz에서 호메오트로픽 및 수평 표면 정렬을 사용하여, 생성된 혼합물의 정전용량을 측정함으로써 결정된다. 전압 측정치는 전형적으로 1.0 V이지만, 검사된 각각의 액정 혼합물의 용량성 역치 값보다 항상 더 낮다.
양의 유전율을 갖는 화합물 및 중성 유전율을 갖는 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-4792이고, 음의 유전율을 갖는 화합물에 사용되는 것은 ZLI-2857이며, 이들 둘 다 독일 소재의 메르크 카게아(Merck KGaA)로부터 입수된다. 검사될 각각의 화합물에 대한 값은, 검사될 화합물을 첨가한 후 호스트 혼합물의 유전 상수를 변화시키고 사용된 100% 화합물로 외삽하여 수득된다. 검사될 화합물을 10%의 양으로 호스트 혼합물에 용해시킨다. 이러한 목적을 위해, 성분의 용해도가 너무 낮은 경우, 목적하는 온도에서 조사가 수행될 수 있을 때까지, 단계들에서 농도를 반감시킨다.
본 발명에 따른 화학식 I의 화합물, 또는 본 발명에 따라 사용되는 화학식 I의 화합물은 유리하게는 하기 반응식에 따라 제조될 수 있다.
합성 반응식 1
Figure pct00158
상기 식에서, n은 바람직하게는 2, 3 또는 4, 특히 바람직하게는 3 또는 4를 나타낸다.
합성 반응식 2
Figure pct00159
상기 식에서, n은 바람직하게는 2, 3 또는 4, 특히 바람직하게는 3 또는 4를 나타낸다.
합성 반응식 3
Figure pct00160
상기 식에서, m은 3 내지 6, 특히 바람직하게는 4 또는 6의 정수를 나타낸다.
상기 반응식에서, Pg는 보호 기를 나타내고, Rg는 이탈 기를 나타내고, 매개변수 n은 화학식 I의 경우에 제시된 의미를 갖고, 또한 R1은 화학식 I의 경우에 R11에 대해 제시된 의미를 갖고, 상기 고리 구조는 화학식 I의 경우에 ZG에 대해 제시된 의미를 갖고, Sp1 및 Sp2는 화학식 I의 경우에 S1 및 S2에 대해 각각 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 n은 3 또는 4를 나타내고, 상기 고리 구조는 방향족 또는 지방족 라디칼을 나타내고, Sp1 및 Sp2는 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 라디칼을 나타내고, R1은 탄소수 1 내지 8의 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에서, 개별적인 경우 달리 제시되지 않는 한, 상기 조성물의 구성요소의 명세와 관련하여 하기 정의가 적용된다:
- "포함한다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 5% 이상, 특히 바람직하게는 10% 이상, 매우 특히 바람직하게는 20% 이상임,
- "주로 이루어진다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 55% 이상, 매우 특히 바람직하게는 60% 이상임,
- "본질적으로 이루어진다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 매우 특히 바람직하게는 95% 이상임, 및
- "사실상 완전히 이루어진다": 조성물 중의 해당 구성요소의 농도가 바람직하게는 98% 이상, 특히 바람직하게는 99% 이상, 매우 특히 바람직하게는 100.0%임.
본 발명은, 이의 구성요소(이는 성분 및 화합물일 수 있음)를 갖는 조성물로서의 매질, 및 또한 이의 구성요소(화합물)을 갖는 성분 둘 다에 관한 것이다. 전체 매질에 대한 개별적인 화합물의 농도와 관련해서만, 상기 용어는 하기를 의미를 포함한다: 해당 화합물의 농도는 바람직하게는 1% 이상, 특히 바람직하게는 2% 이상, 매우 특히 바람직하게는 4% 이상이다.
본 발명에서, "≤"는 이하, 바람직하게는 미만을 의미하고, "≥"는 이상, 바람직하게는 초과를 의미한다.
본 발명에서,
Figure pct00161
는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
Figure pct00162
는 1,4-페닐렌을 나타낸다.
본원에서, 용어 "양의 유전율을 갖는"은, 1.5 초과의 Δε을 갖는 화합물을 의미하고, 용어 "중성 유전율을 갖는"은, -1.5 이상 1.5 이하의 Δε을 갖는 화합물을 의미하고, 용어 "음의 유전율을 갖는"은, -1.5 미만의 Δε을 갖는 화합물을 의미한다. 화합물의 유전 이방성은, 네마틱 호스트 혼합물에 10%의 화합물을 용해시키고, 각각의 경우, 20 μm의 셀 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀에서, 1 kHz에서 호메오트로픽 및 수평 표면 정렬을 사용하여, 생성된 혼합물의 정전용량을 결정함으로써 결정된다. 전압 측정은 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V이지만, 이는 항상 각각의 시험 혼합물의 용량성 역치값 미만이 되도록 선택된다.
양의 유전율을 갖는 화합물과 중성 유전율을 갖는 화합물을 위해 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-4792이고, 음의 유전율을 갖는 화합물을 위해 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-2857이며, 이들 둘 다 독일의 메르크 카게아아(Merck KGaA)로부터 입수된다. 시험될 각각의 화합물에 대한 값은, 검사될 화합물을 첨가한 후 호스트 혼합물의 유전 상수를 변화시키고 사용된 100% 화합물로 외삽하여 수득된다. 조사될 화합물은 호스트 혼합물에 10%의 양으로 용해된다. 이러한 목적을 위해, 성분의 용해도가 너무 낮은 경우, 목적하는 온도에서 조사가 수행될 수 있을 때까지, 단계들에서 농도를 반감시킨다.
본 발명에 따른 액정 매질은 또한, 필요한 경우, 추가의 첨가제, 예컨대 안정화제 및/또는 다색성 염료 및/또는 키랄 도판트를 통상적인 양으로 포함할 수 있다. 사용되는 이들 첨가제의 양은 전체 혼합물의 양을 기준으로 바람직하게는 총 0% 이상 10% 이하, 특히 바람직하게는 0.1% 이상 6% 이하이다. 사용되는 개별적인 화합물의 농도는 바람직하게는 0.1% 이상 3% 이하이다. 이들 첨가제 및 유사한 첨가제의 농도는, 액정 매질 중의 액정 화합물의 농도 및 농도 범위를 명시할 때에는 일반적으로 고려되지 않는다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은, 하나 이상의 반응성 화합물(바람직하게는, 하나 이상의 반응성 화합물 반응성 메소젠)을 포함하는 중합체 전구체, 및 필요한 경우, 또한 추가의 첨가제(예컨대, 중합 개시제 및/또는 중합 조절제)를 통상적인 양으로 포함한다. 사용되는 이들 첨가제의 양은 전체 혼합물의 양을 기준으로 총 0% 이상 10% 이하, 바람직하게는 0.1% 이상 2% 이하이다. 이들 첨가제 및 유사한 첨가제의 농도는 액정 매질 중의 액정 화합물의 농도 및 농도 범위를 특정할 때에는 고려되지 않는다.
상기 조성물은, 통상적인 방식으로 혼합되는 복수개의 화합물, 바람직하게는 3개 이상 30개 이하, 특히 바람직하게는 6개 이상 20개 이하, 매우 특히 바람직하게는 10개 이상 16개 이하의 화합물로 이루어진다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 목적하는 양의 성분이, 혼합물의 주요 구성요소를 구성하는 성분에 용해된다. 이는 유리하게는 승온에서 수행된다. 선택된 온도가 주요 구성요소의 등명점보다 높은 경우, 용해 조작의 완료를 관찰하는 것이 특히 용이하다. 그러나, 예를 들어 예비혼합을 사용하거나 또는 소위 "멀티보틀(multibottle) 시스템"으로부터의 다른 통상적인 방식으로 액정 혼합물을 제조하는 것도 또한 가능하다.
본 발명에 따른 혼합물은 65℃ 이상의 등명점을 갖는 매우 넓은 네마틱 상 범위, 매우 유리한 정전용량 역치 값, 비교적 높은 전압 보전율 값과 동시에, -30℃ 및 -40℃에서 매우 우수한 저온 안정성을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 혼합물은 낮은 회전 점도(γ1)를 특징으로 한다.
VA, IPS, FFS 또는 PALC 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 매질이 또한, 예를 들어 H, N, O, Cl, F가 대응 동위원소로 대체된 화합물을 포함할 수 있음은 당업자에게 말할 나위도 없다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이의 구조는, 예컨대 유럽 특허 출원 제 A 0 240 379 호에 기술된 바와 같은 통상적인 기하구조에 상응한다.
본 발명에 따른 액정 상은 지금까지 개시된 임의의 유형의 디스플레이, 예컨대 ECB, VAN, IPS, GH 또는 ASM-VA LCD 디스플레이에서 사용될 수 있는 방식으로, 적합한 첨가제에 의해 개질될 수 있다.
하기 표 E는 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 가능한 도판트를 나타낸다. 상기 혼합물이 하나 이상의 도판트를 포함하는 경우, 이는(이들은) 0.01 내지 4%, 바람직하게는 0.1 내지 1.0%의 양으로 사용된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 혼합물에, 바람직하게는 0.01 내지 6%, 특히 0.1 내지 3%의 양으로 첨가될 수 있는 안정화제는 하기 표 F에 제시된다.
본 발명의 목적을 위해, 모든 농도는 달리 명시적으로 제시되지 않는 한 중량%로 제시되고, 달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 대응 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다.
달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 본원에 제시된 모든 온도 값, 예컨대 융점 T(C,N), 스멕틱(S)으로부터 네마틱(N)으로의 상 전이 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨(℃)로 제시되고, 모든 온도차는 대응적으로 차등 ℃(° 또는 도)로 제시된다.
본 발명에서, 용어 "역치 전압"은, 달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 프레데릭스 역치 값(Freedericks threshold)으로도 공지된 용량성 역치 값(V0)에 관한 것이다.
각각의 경우, 달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 모든 물리적 특성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 결정되고 또한 결정되었으며, 20℃의 온도에 적용되고, Δn은 589 nm에서 결정되고, Δε은 1 kHz에서 결정된다.
전광 특성, 예를 들어 역치 전압(V0)(용량성 측정치)은, 스위칭 거동에서와 같이, 메르크 재팬(Merck Japan)에서 제조된 시험 셀에서 측정된다. 측정용 셀은 소다 석회 유리 기판을 갖고, 서로 수직으로 러빙되고 액정의 호메오트로픽 정렬에 영향을 미치는 폴리이미드 정렬 층들(희석제 **26을 갖는 SE-1211(혼합비 1:1), 둘 다 일본 소재의 닛산 케미칼스(Nissan Chemicals)로부터 입수됨)을 갖는 ECB 또는 VA 구조로 구성된다. 투명하고 실질적으로 정사각형인 ITO 전극의 표면적은 1 cm2이다.
달리 제시되지 않는 한, 사용되는 액정 혼합물에 키랄 도판트는 첨가되지 않지만, 상기 액정 혼합물은 또한 이러한 유형의 도핑이 필요한 용도에도 특히 적합하다.
VHR은 메르크 재팬에서 제조된 시험 셀에서 측정된다. 측정용 셀은 소다 석회 유리 기판을 갖고, 50 nm의 층 두께를 갖는 폴리이미드 정렬 층(달리 언급되지 않는 한, 예를 들어, 일본의 재팬 신더틱 러버(Japan Synthetic Rubber)로부터의 AL-3046) 또는 하기 실시예에 기술되는 정렬 층(이들은 서로 수직으로 러빙됨)으로 구성된다. 층 두께는 균일하게 6.0 μm이다. 투명한 ITO 전극의 표면적은 1 cm2이다.
VHR은 독일 소재의 아우트로닉 멜처스(Autronic Melchers)로부터 시판되는 장치에서 20℃에서(VHR20) 및 100℃ 오븐에서 5분 후에(VHR100) 측정된다. 사용되는 전압은 60 Hz의 주파수 또는 하기 실시예에 제시되는 조건을 가진다.
VHR 측정치의 정확도는 각각의 VHR 값에 의존한다. 값이 감소함에 따라 정확도는 떨어진다. 다양한 크기 범위의 값에서 일반적으로 관찰되는 편차를 하기 표에 나타낸다.
Figure pct00163
UV 조사에 대한 안정성은 독일의 헤라우스(Heraeus)로부터의 상업적 장치인 "태양광 시험(Suntest) CPS"로 검사한다. 밀봉된 시험 셀을 추가의 가열 없이 2.0시간 동안 조사한다. 300 내지 800 nm 파장 범위에서의 조사 강도는 765 W/m2V 또는 하기 실시예에 제시되는 조건이다. 소위 윈도우 글라스 방식을 모의시험하기 위해, 310 nm의 엣지 파장을 갖는 UV "컷-오프" 필터를 사용한다. 각각의 일련의 실험에서, 4개 이상의 시험 셀을 각각의 조건에 대해 조사하고, 각각의 결과를 대응하는 개별적인 측정치의 평균으로서 제시한다.
예를 들어, LCD 후면 조명에 의한 UV 조사에 의한 노출로 인해 일반적으로 야기되는 전압 보전율 저하량(ΔVHR)은 하기 식 (1)에 따라 결정된다:
Figure pct00164
일정 시간 동안의 부하에 대한 LC 혼합물의 상대적 안정성(Srel)은 하기 식 (2)에 따라 결정된다:
Figure pct00165
상기 식에서, "ref"는 대응하는 비-안정화된 혼합물을 나타낸다.
VHR 외에, 액정 혼합물의 전도도를 특징지을 수 있는 다른 특징적인 양은 이온 밀도이다. 이온 밀도 값이 높으면, 흔히 잔상 및 깜빡거림과 같은 디스플레이 결함이 발생한다. 이온 밀도는 바람직하게는, 메르크 재팬 리미티드에서 제조된 시험 셀에서 측정된다. 상기 시험 셀은, 소다 석회 유리로 제조된 기판을 갖고, 40 nm의 폴리이미드 층 두께를 갖는 폴리이미드 정렬 층(달리 언급되지 않는 한, 예를 들어, 일본의 재팬 신더틱 러버로부터의 AL-3046)을 사용하여 설계된다. 액정 혼합물의 층 두께는 균일하게 6.0 μm이다. 가드 링이 추가로 장착되어 있는 원형의 투명 ITO 전극의 면적은 1 cm2이다. 측정 방법의 정확도는 약 ±15%이다. 상기 셀은 관련 액정 혼합물로 충전하기 전에 120℃의 오븐에서 밤새 건조된다.
이온 밀도는 일본의 도요(TOYO)사로부터 시판되는 장치를 사용하여 측정된다. 측정 방법은 본질적으로 문헌[M. Inoue, "Recent Measurement of Liquid Crystal Material Characteristics", Proceedings IDW 2006, LCT-7-1,647]에 기술된 바와 같은 순환 전압전류법(cyclic voltammetry)과 유사한 측정 방법이다. 상기 방법에서, 인가된 직류 전압은 사전-규정된 삼각형 프로파일에 따라 양의 최대값과 음의 최대값 사이에서 변화된다. 따라서, 상기 프로파일을 통한 완전한 실행은 하나의 측정 사이클을 형성한다. 인가된 전압이, 전계 내의 이온이 각각의 전극으로 이동할 수 있을 정도로 충분히 큰 경우, 이온의 방전으로 인해 이온 전류가 형성된다. 여기서 전달되는 전하의 양은 전형적으로 수 pC 내지 수 nC의 범위이다. 이는 고도로 민감한 검출이 필요하게 하며, 이는 전술된 장치에 의해 보장된다. 결과는 전류/전압 곡선으로 도시된다. 여기서 이온 전류는, 액정 혼합물의 역치 전압보다 더 작은 전압에서 피크가 발생하는 것으로부터 자명하다. 피크 면적을 적분하면 조사된 혼합물의 이온 밀도 값이 수득된다. 혼합물마다 4개의 시험 셀을 측정한다. 삼각형 전압의 반복 주파수는 0.033 Hz이고, 측정 온도는 60℃이고, 최대 전압은 관련 혼합물의 유전 이방성 크기에 따라 ±3 V 내지 ±10 V이다.
회전 점도는 회전 영구 자석법을 사용하여 결정되고, 유동 점도는 변형된 우베로데(Ubbelohde) 점도계로 결정된다. 액정 혼합물 ZLI-2293, ZLI-4792 및 MLC-6608(모두 독일 다름스타트 소재의 메르크 카게아로부터의 제품임)의 경우, 20℃에서 측정된 회전 점도 값은 각각 161 mPa·s, 133 mPa·s 및 186 mPa·s이고, 유동 점도 값(ν)은 각각 21 mm2·s-1, 14 mm2·s-1 및 27 mm2·s-1이다.
달리 명시적으로 제시되지 않는 한, 하기 기호가 사용된다:
V0은 20℃에서의 용량성 역치 전압[V]을 나타내고,
ne는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 이상 굴절률이고,
no는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 정상 굴절률이고,
Δn은 20℃ 및 589 nm에서 측정된 광학 이방성이고,
ε⊥은 20℃ 및 1 kHZ에서 방향자에 대해 수직인 유전 감수율이고,
ε∥은 20℃ 및 1 kHZ에서 방향자에 대해 평행한 유전 감수율이고,
Δε은 20℃ 및 1 kHZ에서의 유전 이방성이고,
cl.p. 또는 T(N,I)는 등명점[℃]이고,
ν는 20℃에서 측정된 유동 점도[mm2·s-1]이고,
γ1은 20℃에서 측정된 회전 점도[mPa·s]이고,
K1은 20℃에서의 "펼짐(splay)" 변형 탄성 계수[pN]이고,
K2는 20℃에서의 "비틀림(twist)" 변형 탄성 계수[pN]이고,
K3은 20℃에서의 "굽힘(bend)" 변형 탄성 계수[pN]이고,
LTS는 시험 셀에서 측정된 상의 저온 안정성이고,
VHR은 전압 보전율이고,
ΔVHR은 전압 보전율 저하량이고,
Srel은 VHR의 상대적 안정성이다.
하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 바람직하게 사용되는 화합물을 갖는 바람직한 혼합물 개념과 이들의 각각의 농도 및 이들의 서로의 조합을 당업자에게 보여준다. 또한, 실시예는 접근가능한 특성 및 특성들의 조합을 예시한다.
본 발명 및 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 두문자어에 의해 표시되며, 화학식으로의 변환은 하기 표 A 내지 C에 따라 이루어진다. 모든 라디칼 CnH2n+1, CmH2m+1 및 ClH2l+1 또는 CnH2n, CmH2m 및 ClH2l은, 각각의 경우, n, m 및 l개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼 또는 알킬렌 라디칼이다. 하기 표 A는 화합물의 핵의 고리 요소에 대한 코드를 제시하고, 하기 표 B는 가교 단위를 열거하고, 하기 표 C는 분자의 좌측 및 우측 말단 기에 대한 기호의 의미를 열거한다. 두문자어는, 임의적인 가교기를 갖는 고리 요소에 대한 코드에 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 구조를 이들의 각각의 약어와 함께 제시한다.
표 A: 고리 요소
Figure pct00166
Figure pct00167
Figure pct00168
Figure pct00169
Figure pct00170
표 B: 가교 단위
Figure pct00171
표 C: 말단 기
Figure pct00172
상기 식에서, n 및 m은 각각 정수이고, 3개의 점 "..."는 상기 표로부터의 다른 약어에 대한 이격 표시(place-holder)이다.
화학식 I의 화합물 외에, 본 발명에 따른 혼합물은 바람직하게는 후술되는 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 약어가 사용된다: (이때, n, m 및 z는, 서로 독립적으로, 각각 정수이고, 바람직하게는 1 내지 6이다).
표 D
Figure pct00173
Figure pct00174
Figure pct00175
Figure pct00176
Figure pct00177
Figure pct00178
Figure pct00179
Figure pct00180
Figure pct00181
Figure pct00182
Figure pct00183
Figure pct00184
Figure pct00185
Figure pct00186
Figure pct00187
하기 표 E는, 본 발명에 따른 혼합물에 바람직하게 사용되는 키랄 도판트를 제시한다.
표 E
Figure pct00188
Figure pct00189
Figure pct00190
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, 상기 표 E로부터의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 표 F는, 화학식 I의 화합물에 더하여, 본 발명에 따른 혼합물에 바람직하게 사용될 수 있는 안정화제를 나타낸다. 여기서 파라미터 n은 1 내지 12 범위의 정수를 나타낸다. 특히, 제시된 페놀 유도체는 산화방지제로서 작용할 수 있기 때문에 추가의 안정화제로서 사용될 수 있다.
표 F
Figure pct00191
Figure pct00192
Figure pct00193
Figure pct00194
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 상기 표 F로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 특히 하기 2개 구조식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure pct00195
.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하지 않고 설명한다. 그러나, 물리적 특성은, 어떤 특성들이 달성될 수 있고 어떤 범위에서 상기 특성이 개질될 수 있는 지를 당업자에게 자명하게 해준다. 따라서, 특히 바람직하게 달성될 수 있는 여러 가지 특성들의 조합이 당업자에게 잘 정의된다.
성분 실시예
하기 성분은 본원에 따른 바람직한 화학식 I의 성분 또는 본원에 따라 바람직하게 사용되는 화학식 I의 성분이다:
Figure pct00196
Figure pct00197
Figure pct00198
Figure pct00199
Figure pct00200
Figure pct00201
.
하기 실시예는, 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하지 않고 본 발명을 설명한다. 그러나, 물리적 특성은, 어떤 특성이 달성되어야 하고 어떤 범위가 개질될 수 있는지를 당업자에게 자명하게 해준다. 따라서, 특히, 바람직하게 달성될 수 있는 다양한 특성들의 조합이 당업자에게 잘 정의된다.
합성 실시예 1: 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-{3-[2,5-비스({4-부틸-5-[(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]-4-{[(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]카보닐}-5-옥소펜틸})-페닐]프로필}-2-부틸프로판다이오에이트(1)의 합성
(성분 실시예 1)
Figure pct00202
단계 1.1: 3-[3,4-비스(3-하이드록시프로필)페닐]프로판-1-올(A)의 합성
Figure pct00203
51.34 g(484.0 mmol)의 무수 나트륨 카보네이트를 171.7 mL의 물에 용해시켰다. 여기에, 965.2 mL의 테트라하이드로퓨란(THF) 중 25.0 g(79.0 mmol)의 1,2,4-트라이브로모벤젠 및 67.7 g(476 mmol)의 2-부톡시-1,2-옥사보롤란의 용액을 가하고, 1.65 mL(11.9 mmol)의 트라이에틸아민을 가하고, 이 혼합물을 교반하고, 아르곤의 스트림을 사용하여 30분 동안 탈기시켰다. 여기에, 1.40 g(7.49 mmol)의 팔라듐(II) 클로라이드(59%의 팔라듐, 무수) 및 1.85 g(3.97 mmol)의 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이-이소프로폭시-1,1'-바이페닐을 가하고, 이 반응 혼합물을 18시간 동안 환류 하에 교반하였다. 이 반응 혼합물을 실온(RT)으로 냉각시키고, 물 및 메틸 3급-부틸 에터(MTBE)를 가하고, 상들을 분리하였다. 수성 상을 MTBE로 추출하고, 합친 유기 상을 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켰다. 생성물을 황색을 띤 오일로서 수득하고, 에틸 아세테이트(EA)와 메탄올의 혼합물(9:1)을 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하였다. 생성물 분획들을 합치고, 진공 중에서 증발시켜, 반응 생성물을 연황색 오일로서 수득하였다. 생성물을 NMR 분광법으로 특성분석하였다.
1H NMR (500 MHz, DMSO-d6)
δ = 1.66 (mc, 6H, CH2), 2.42 - 2.69 (m(DMSO와 중첩됨), 6H, CH2,), 3.36 - 3.49 (m, 6H, CH2), 4.44 (t, J = 5.15 Hz, 1H), 4.48 mc, 2H), 6.92 (dd, J = 1.7, 7.72 Hz, 1H), 6.95 (d, J = 1.53 Hz, 1H), 7.03 (d, J = 7.7 Hz, 1 H).
단계 1.2: 1,2,4-트리스(3-요오도프로필)벤젠(B)의 합성
Figure pct00204
30.2 mL(138 mmol)의 트라이페닐포스핀을 513 mL의 아세토나이트릴에 용해시키고, 513 mL의 아세토나이트릴 중 34.92 g(138.0 mmol)의 요오드의 용액을 온화한 냉각 하에 적가하였다. 상기 첨가 동안 오렌지색 현탁액이 형성되었다. 첨가가 완료되었을 때, 이 혼합물을 추가로 10분 동안 교반하고, 13.3 g(197 mmol)의 이미다졸을 가하고, 후속적으로 100 mL의 아세토나이트릴 중 10.0 g(39.3 mmol)의 상기 트라이올(A)의 용액을 적가하였다(첨가 동안 투명한 황색 용액이 형성됨). 이 반응 용액을 실온에서 3시간 동안 교반하고, 차가운 나트륨 티오설페이트 용액에 조심스럽게 붓고(탈색이 나타남), 헵탄을 가했다. 교반에 의해 세척한 후, 상들을 분리하고, 수성 상을 헵탄으로 추출하고, 합친 유기 상을 물로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켰다. 조 생성물을 헵탄(H) 및 에틸 아세테이트(8:2)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 생성물 분획을 증발시켜, 생성물을 무색 오일로서 수득하였다. 생성물을 질량 분광법으로 특성분석하였다.
MS (EI) = 582.0
단계 1.3: 2-부틸프로판다이오일 다이클로라이드(C)의 합성
Figure pct00205
76.00 g(474.5 mmol)의 2-부틸말론산을 먼저 반응 장치에 도입하고, 40℃로 가온하였다. 여기에, 90.00 mL(1.240 mol)의 티오닐 클로라이드를 약 30분의 기간에 걸쳐 적가하고(주의, 기체 발생), 이 혼합물을 실온(RT)에서 추가로 5시간 동안 교반하였다. 이 기간 동안 기체 발생이 상당히 감소되었다. 이어서, 이 반응 용액을 50℃에서 18시간 동안 및 후속적으로 70℃에서 5시간 동안 교반하였다. 각각의 온도 증가 시에, 약간의 기체 발생이 다시 일어났다. 이어서, 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 300 mL의 건조 톨루엔 중에 취하고, 과량의 티오닐 클로라이드를 톨루엔과 함께 증발시킴으로써(8 mbar 및 RT 내지 80℃의 최대 욕 온도) 분리 제거하여, 조생성물을 갈색을 띤 액체로서 수득하였으며, 이는 다음 합성 단계에 직접 사용될 수 있었다.
단계 1.4: 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-부틸-프로판다이오에이트(D)의 합성
Figure pct00206
45.3 g(262.9 mmol)의 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실(자유 라디칼) 및 40.1 mL(289.15 mmol)의 트라이에틸아민을 419 mL의 다이클로로메탄 (DCM)에 용해시키고, -11℃로 냉각시켰다. 이어서, 252 mL의 DCM 중 25.9 g(131.4 mmol)의 상기 산 클로라이드(C)의 용액을 -11℃ 내지 -6℃에서 1.5시간에 걸쳐 적가하였다. 이 반응 혼합물을 최대 0℃에서 약 3시간 동안 교반하고, 천천히 해동시키고, 실온(RT)에서 18시간 동안 교반하였다. 여기에, 포화된 NaHCO3 용액을 3℃ 내지 6℃에서 냉각 하에 가하고, 이 혼합물을 간단히 교반하고, 상들을 분리하였다. 수성 상을 DCM으로 추출하고, 유기 상들을 합치고, 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켰다. 수득된 조 생성물(오렌지색 고체)을 DCM/MTBE(9:1)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 생성물 분획을 진공 중에서 증발시켜, 생성물을 오렌지색 결정으로서 수득하였다.
단계 1.5: 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-{3-[2,5-비스({4-부틸-5-[(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]-4-{[(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]카보닐}-5-옥소펜틸})페닐]프로필}-2-부틸프로판다이오에이트(1)의 합성
Figure pct00207
0.31 g(7.80 mmol)의 나트륨 하이드라이드(파라핀 오일 중 60% 현탁액)를 9.7 mL의 N,N-다이메틸폼아마이드(DMF)에 현탁시켰다. 여기에, 29.0 mL DMF에 용해된 3.75 g(7.87 mmol)의 비스라디칼 D의 용액을 온화한 냉각 하에 적가하고(기체 발생), 이 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 이 반응 용액에, 1.40 g(2.39 mmol)의 상기 트리스요오다이드(B)를 적가하고(5분에 걸쳐 5℃의 열 발생), 이 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 이 반응 혼합물을 암모늄 클로라이드 용액에 조심스럽게 가하고, MTBE로 추출하였다. 상들을 분리하고, 수성 상을 MTBE로 추출하고, 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켰다. 수득된 조 생성물을 에틸 아세테이트/헵탄(1:1)을 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 생성물 분획을 진공 중에서 증발시켜, 생성물을 오렌지색 고체로서 수득하였으며, 이는 유리-유사-방식으로 거품이 부글부글 일어났다. 생성물은 하기 특성을 가졌다.
상: 상 전이 온도(Tg) = 23.5℃, 150℃로부터 분해
MS (APCI) = 1605.1 [M + H+].
합성 실시예 2: 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-(3-{3,5-비스[({4-부틸-5-[(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]-4-{[(1-옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]카보닐}-5-옥소펜틸}옥시)카보닐]벤조일옥시}프로필)-2-부틸프로판다이오에이트(2)의 합성
(성분 실시예 2)
Figure pct00208
단계 2.1: 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-부틸-2-[3-(옥산-2-일옥시)프로필]프로판다이오에이트(E)의 합성
Figure pct00209
3.20 g(80.4 mmol)의 나트륨 하이드라이드(파라핀 오일 중 60% 현탁액)를 30 mL의 DMF에 현탁시켰다. 이 반응 용액에, 300 mL의 DMF 중 32.40 g(69.14 mmol)의 비스라디칼 D(화합물 1의 합성으로부터)의 용액을 온화한 냉각 하에 적가하고(기체 발생), 이 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 200 mL의 DMF 중 19.0 g(85.16 mmol)의 2-(3-브로모프로폭시)테트라하이드로피란의 용액을 실온에서 적가하였다(0.5℃의 열 발생). 온도 증가 전에 상기 반응 혼합물의 탈기를 위해, 온화한 아르곤 스트림을 파스퇴르(Pasteur) 피펫으로 상기 반응 혼합물에 30분 동안 통과시키고, 상기 혼합물을 후속적으로 35℃에서 18시간 동안 교반하였다. 이 반응 용액을 실온으로 냉각시키고, 포화된 NaCl 용액에 가하고, MTBE로 추출하고, 상들을 분리하였다. 수성 상을 MTBE로 추출하고, 유기 상들을 합치고, 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켜, 조 생성물을 갈색 오일로서 수득하고, 이를, 정제를 위해, DCM/MTBE(9:1)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하여, 생성물을 적색 오일로서 수득하였다.
단계 2.2: 비스(1-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-부틸-2-(3-하이드록시프로필)프로판다이오에이트(F)의 합성
Figure pct00210
36.5 g(56.1 mmol)의 비스라디칼(E) 및 9.50 g(55.2 mmol)의 톨루엔-4-설폰산 일수화물을 500 mL의 메탄올과 50 mL의 물의 혼합물에 용해시키고, 이 혼합물을 40℃에서 5시간 동안 교반하였다. 이 반응 용액을 실온으로 냉각시키고, 냉각 하에 NaHCO3 용액을 사용하여 pH를 9로 조절하고, 진공 중에서 증발시켰다. 수성 잔사를 MTBE로 추출하고, 합친 유기 상을 포화된 NaCl 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켜, 적색 오일을 수득하고, 이를 250 mL의 DCM에 용해시키고, 6.00 g(55.6 mmol)의 MnO2를 가하고, 이 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하였다. (THP 보호 기를 제거하는 경우, 상기 자유 라디칼은 또한, 몇몇 경우, OH 화합물로 전환되었으며, 이는 MnO2를 사용하여 되돌렸다). 이 반응 혼합물을 DCM을 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 진공 중에서 증발시켰다. 수득된 조 생성물을 DCM/MTBE(7:3)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 생성물 분획을 진공 중에서 증발시켜, 적색 오일을 수득하였다.
단계 2.3: 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 2-(3-{3,5-비스[({4-부틸-5-[(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]-4-{[(1-옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)옥시]카보닐}-5-옥소펜틸}옥시)카보닐]-벤조일옥시}프로필)-2-부틸프로판다이오에이트(2)의 합성
Figure pct00211
6.70 g(11.7 mmol)의 화합물 F 및 50.0 mg(0.41 mmol)의 4-(다이메틸아미노)피리딘을 실온에서 100 mL의 다이클로로메탄에 용해시키고, 이 혼합물을 4℃로 냉각시켰다. 이어서, 5.00 mL(36.1 mmol)의 트라이에틸아민을 가하고, 후속적으로 10 mL의 DCM 중 1.00 g(3.77 mmol)의 1,3,5-벤젠트라이카보닐 클로라이드의 용액을 3℃ 내지 4℃에서 적가하였다. 열 발생이 완료되었을 때, 상기 혼합물을 실온으로 가온하고, 후속적으로 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 이어서, 암모늄 클로라이드 용액을 냉각 하에 가하고, 이 혼합물을 간단히 교반하고, 상들을 분리하고, 수성 상을 DCM으로 추출하였다. 합친 유기 상을 묽은 NaCl 용액으로 세척하고(더 우수한 상 분리), 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 진공 중에서 증발시켜, 반응 생성물을 적색의 고화 거품으로서 수득하였다. 추가의 정제를 위해, 생성물을 DCM/MTBE(9:1 내지 85:15)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 생성물 분획을 진공 중에서 증발시켰다. 수득된 반응 생성물은 적색의 고화 거품이었다. 이는 하기 특성을 가졌다.
상: Tg(유리 전이 온도) 52℃, C (융점) 57℃ I, 175℃ 초과에서 분해.
MS (APCI) = 1734.
하기 화합물을 전술된 합성 절차(들)와 유사하게 제조하였다.
성분/합성 실시예 3
Figure pct00212
상: Tg(유리 전이 온도) -3℃ I (등방성), 100℃ 초과에서 분해.
성분/합성 실시예 4
Figure pct00213
상: Tg(유리 전이 온도) 5℃ I (등방성), 180℃ 초과에서 분해.
성분/합성 실시예 5
Figure pct00214
상: Tg(유리 전이 온도) 5℃ I (등방성), 170℃ 초과에서 분해.
성분/합성 실시예 6
Figure pct00215
상: Tg(유리 전이 온도) 27℃ I (등방성).
성분/합성 실시예 7
Figure pct00216
성분/합성 실시예 8
Figure pct00217
상: Tg(유리 전이 온도) -3℃ I (등방성).
성분/합성 실시예 9
Figure pct00218
상: Tg 22 K 112 I.
성분/합성 실시예 10
Figure pct00219
상: Tg -2 I.
성분/합성 실시예 11
Figure pct00220
혼합물 실시예
실시예 1 및 대응 비교예
하기 표에 제시된 조성 및 특성을 갖는 액정 혼합물을 제조하고, 조사하였다. 화학식 I의 화합물을 포함하는 혼합물의 개선된 안정성을, 기준물로서의 비-안정화된 기제 혼합물(기준)과의 비교로 나타내었다.
하기 혼합물 (M-1)을 제조하고, 조사하였다.
Figure pct00221
먼저, 혼합물 (M-1) 자체의 전압 보전율의 안정성을 결정하였다. 후면 조명을 사용한 조사에 대한 혼합물 M-1의 안정성을, 6.0 μm의 층 두께를 갖는 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 조사하였다. 이를 위하여, 상기 혼합물(들)을 후면 조명에 대한 노출 시험에 적용하였다. 이를 위하여, LCD용 LED(발광 다이오드) 후면 조명을 갖는 조명에 대한 대응 시험 셀의 안정성을 조사하였다. 이를 위하여, 대응 시험 셀을 충전하고, 밀봉하였다. 이어서, 상기 셀을 상업용 LCD 후면 조명을 갖는 조명에 수차례 노출시켰다. 상기 후면 조명에 의해 생성된 열 이외에, 추가로 적용된 가열은 없었다. 이어서, "전압 보전율"을, 각각의 경우, 100℃의 온도에서 5분 후에 결정하였다. 결과를 하기 표(표 1a)에 제시한다.
본원에서는, 하기와 같이, 6개의 시험 셀을 각각의 개별적인 혼합물로 충전하고 조사하였다. 제시되는 값은, 6개의 개별적인 값의 평균이다.
다양한 측정에서의 "전압 보전율" 값의 상대적 편차는 전형적으로 약 3% 내지 4% 범위이다.
100 ppm, 500 ppm, 또는 1,000 ppm의 하기 기준 화합물 R-1을 혼합물 M-1의 1/3 각각에 가하고:
Figure pct00222
,
100 ppm, 500 ppm, 또는 1,000 ppm의 하기 화합물 I-2를 혼합물 M-1의 1/3 각각에 가하고:
Figure pct00223
,
결과적인 혼합물(C-1.1, C-1.2 및 C-1.3뿐만 아니라, M-1.1, M-1.2 및 M-1.3)의 안정성을 전술된 바와 같이 조사하였다. 결과를 하기 표(표 1a 내지 1c)에 제시한다.
화학식 I의 화합물 이외에, 기준 화합물 R-1 및 추가적인 기준 화합물 R-3을 여기서 사용하였다.
표 6a
Figure pct00224
실시예 2 및 대응 비교예
하기 혼합물 (M-2)를 제조하고, 조사하였다.
Figure pct00225
먼저, 혼합물 (M-2) 자체의 전압 보전율의 안정성을 결정하였다. 후면 조명을 사용한 조사에 대한 혼합물 M-2의 안정성을, 6.0 μm의 층 두께를 갖는 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 조사하였다. 이를 위하여, 상기 혼합물(들)을 후면 조명에 대한 노출 시험에 적용하였다. 이를 위하여, LCD용 LED(발광 다이오드) 후면 조명을 사용하는 조명에 대한 대응 시험 셀의 안정성을 조사하여다. 이를 위하여, 대응 시험 셀을 충전하고, 밀봉하였다. 이어서, 상기 셀을 상업용 LCD 후면 조명을 갖는 조명에 수차례 노출시켰다. 상기 후면 조명에 의해 생성된 열 이외에, 추가로 적용된 가열은 없었다. 이어서, "전압 보전율"을, 각각의 경우, 100℃의 온도에서 5분 후에 결정하였다.
실시예 3 및 대응 비교예
하기 혼합물 (M-3)을 제조하고, 조사하였다.
Figure pct00226
상기 혼합물(혼합물 M-3)을, UV 복사선을 사용하는 조사에 대한 상기 혼합물의 전압 보전율의 안정성에 대하여 하기에서 조사하였다. 이를 위하여, 상기 혼합물을 또한 몇 개의 부분으로 나누었다.
먼저, 혼합물 (M-3) 자체의 안정성을 결정하였다. 이를 위하여, UV 노출에 대한 혼합물 M-3의 안정성을, 6.0 μm의 층 두께를 갖는 평면 정렬용 정렬 물질로서의 적절한 폴리이미드 및 편평 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 조사하였다. 이를 위하여, 대응 시험 셀을 태양광 시험으로 30분 동안 조사하였다. 이어서, 전압 보전율은, 각각의 경우, 100℃의 온도에서 5분 후에 결정하였다. 본원에서, 어드레싱 주파수(또는 측정 주파수)는, 달리 자세히 언급되지 않는 한, 60 Hz이다.
실시예 4
하기 혼합물 (M-4)를 제조하고, 조사하였다.
Figure pct00227
실시예 1 내지 3에 기술된 바와 같이, 혼합물 M-4를 또한 몇 개의 부분으로 나누고, LCD 후면 조명에 대한 노출 및 UV 공급원에 대한 노출에 대한 이의 안정성을, 상기 혼합물 자체로 및 다양한 첨가된 화합물과 함께, 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 조사하였다.
실시예 5
하기 혼합물 (M-5)를 제조하고, 조사하였다.
Figure pct00228
실시예 1 내지 4에 기술된 바와 같이, 혼합물 M-5를 또한 몇 개의 부분으로 나누고, LCD 후면 조명에 대한 노출 및 UV 공급원에 대한 노출에 대한 이의 안정성을, 상기 혼합물 자체로 및 다양한 첨가된 화합물과 함께, 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 조사하였다.
실시예 6
하기 혼합물 (M-6)을 제조하고, 조사하였다.
Figure pct00229
실시예 1 내지 5에 기술된 바와 같이, 혼합물 M-6을 또한 몇 개의 부분으로 나누고, LCD 후면 조명에 대한 노출 및 UV 공급원에 대한 노출에 대한 이의 안정성을, 상기 혼합물 자체로 및 다양한 첨가된 화합물과 함께, 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 조사하였다.

Claims (18)

  1. (a) 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물, 및 (b) 하기 화학식 II 및 III의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
    Figure pct00230

    [상기 식에서,
    R11은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, H, F, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬 쇄를 나타내고, 이때 1개의 -CH2- 기, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고, 1개, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2- 기는 -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있고,
    R12는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬 쇄(이때, 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없음), 사이클로알킬 또는 알킬사이클로알킬 단위를 함유하는 탄화수소 라디칼(이때, 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있음), 또는 방향족 또는 헤테로방향족 탄화수소 라디칼(이때, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있음)을 나타내고,
    R13은, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 아실 기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 또는 카복실산 라디칼을 나타내고,
    R14는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 아실 기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 또는 카복실산 라디칼을 나타내고,
    R15는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지형 알킬 기를 나타내고, 이때 1개의 -CH2- 기 또는 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고,
    S11 및 S12는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌 기(이때, 1개의 -CH2- 기, 또는 존재하는 경우, 복수개의 -CH2- 기는 -O- 또는 -C(=O)-로 대체될 수 있지만, 2개의 인접한 -CH2- 기는 -O-로 대체될 수 없고, 1개의 H 원자 또는 복수개의 H 원자는 F, OR13, N(R13)(R14) 또는 R15로 대체될 수 있음)를 나타내거나, 또는 단일 결합을 나타내고,
    Y11 내지 Y14는, 각각 서로 독립적으로, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    Z11 내지 Z14는, 각각의 경우, 서로 독립적으로, -O-, -(C=O)-, -O-(C=O)-, -(C=O)-O-, -O-(C=O)-O-, -(N-R13)-, -N-R13-(C=O)- 또는 단일 결합을 나타내지만, S11이 단일 결합인 경우, Z11 및 Z12 둘 다가 동시에 -O-를 나타내지는 않고, S12가 단일 결합인 경우, Z13 및 Z14 둘 다가 동시에 -O-를 나타내지는 않고, -X11[-R11]o-가 단일 결합인 경우, Z12 및 Z13 둘 다가 동시에 -O-를 나타내지는 않고,
    X11은 C를 나타내고,
    p는 1 또는 2를 나타내고,
    o는 (3-p)를 나타내고,
    n×p는 3 내지 10, 바람직하게는 3 내지 8의 정수를 나타내고,
    p가 1인 경우, n은 3, 4, 5, 6 또는 8, 특히 바람직하게는 4, 6 또는 8, 매우 특히 바람직하게는 4 또는 6을 나타내고, m은 (10-n)을 나타내고,
    p가 2인 경우, n은 2 내지 4의 정수, 바람직하게는 2 또는 3, 특히 바람직하게는 3을 나타내고, m은 (4-n)을 나타내고,
    Figure pct00231
    은 (m+n)개의 결합 부위를 갖는 유기 라디칼을 나타내고,
    이때, p가 1인 경우, -X11[-R11]o-는 달리 또한 단일 결합을 나타낼 수 있음]; 및
    Figure pct00232

    [상기 식에서,
    R2는 H, 탄소수 1 내지 17의 비불화된 또는 불화된 알킬 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 15의 비불화된 또는 불화된 알켄일, 비불화된 또는 불화된 알켄일옥시 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 CH2-기는
    Figure pct00233
    로 대체될 수 있고,
    Figure pct00234
    는, 각각의 경우, 서로 독립적으로,
    Figure pct00235

    (이때, RL은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타냄), 또는
    Figure pct00236

    를 나타내고,
    L21 및 L22는, 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고,
    X2는 할로겐, 탄소수 1 내지 3의 할로겐화된 알킬 또는 알콕시 또는 탄소수 2 또는 3의 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시를 나타내고,
    m은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
    R3은 H, 탄소수 1 내지 17의 비불화된 또는 불화된 알킬 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 15의 비불화된 또는 불화된 알켄일, 비불화된 또는 불화된 알켄일옥시 또는 비불화된 또는 불화된 알콕시알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 CH2-기는
    Figure pct00237
    로 대체될 수 있고,
    Figure pct00238
    는, 각각의 경우, 서로 독립적으로,
    Figure pct00239

    (이때, RL은, 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, H 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타냄), 또는
    Figure pct00240

    를 나타내고,
    L31 및 L32는, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고,
    X3은 할로겐, 탄소수 1 내지 3의 할로겐화된 알킬 또는 알콕시 또는 탄소수 2 또는 3의 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시, F, Cl, -OCF3, -OCHF2, -O-CH2CF3, -O-CH=CF2, -O-CH=CH2 또는 -CF3를 나타내고,
    Z3은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O- 또는 단일 결합을 나타내고,
    n은 0, 1, 2 또는 3을 나타냄].
  2. 제 1 항에 있어서,
    전체 매질 중 화학식 I의 화합물의 총 농도가 1 ppm 이상 2000 ppm 이하인 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 매질이 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매질이 하나 이상의 화학식 III의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매질이, 하기 화학식 B 및 S의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pct00241

    상기 식에서,
    Figure pct00242
    은
    Figure pct00243
    를 나타내고,
    Figure pct00244
    는
    Figure pct00245

    Figure pct00246
    를 나타내고,
    RB1 및 RB2는, 서로 독립적으로, 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌으로 대체될 수 있음), 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌으로 대체될 수 있음)을 나타내고,
    n은 0 또는 1을 나타내고,
    Figure pct00247
    은
    Figure pct00248
    를 나타내고,
    Figure pct00249
    는
    Figure pct00250

    Figure pct00251
    를 나타내고,
    RS1 및 RS2는, 서로 독립적으로, 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌으로 대체될 수 있음), 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일(이때, 1개의 -CH2- 기는 사이클로프로필렌, 1,3-사이클로부틸렌, 1,3-사이클로펜틸렌 또는 1,3-사이클로펜텐일렌으로 대체될 수 있음)을 나타내고,
    n은 0 또는 1, 바람직하게는 1을 나타낸다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매질이, 하기 화학식 IV 및 V의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:
    Figure pct00252

    상기 식에서,
    R41 및 R42는, 서로 독립적으로, 1항에서 R2에 대해 상기 제시된 의미를 갖고,
    Figure pct00253
    는, 서로 독립적으로, 및
    Figure pct00254
    아 2회 존재하는 경우, 이들 또한 서로 독립적으로, 존재하는 경우, 각각 서로 독립적으로, 제 1 항에서
    Figure pct00255
    에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z41 및 Z42는, 서로 독립적으로, 및 Z41이 2회 존재하는 경우, 이들 또한 서로 독립적으로, -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고,
    p는 0, 1 또는 2를 나타내고,
    R51 및 R52는, 서로 독립적으로, 각각 R41 및 R42에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Figure pct00256
    은, 존재하는 경우, 각각 서로 독립적으로, 상기
    Figure pct00257
    에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
    Z51 내지 Z53은, 각각 서로 독립적으로, -CH2-CH2-, -CH2-O-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO- 또는 단일 결합을 나타내고,
    i 및 j는, 각각 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매질이 하나 이상의 키랄 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
  8. 하기 화학식 I의 화합물:
    Figure pct00258

    상기 식에서, 매개변수들은 제 1 항에서 화학식 I의 경우에 제시된 의미를 가진다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    p가 2를 나타내는, 화합물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    하기 화학식 I-1 내지 I-13의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물:
    Figure pct00259

    Figure pct00260

    Figure pct00261

    Figure pct00262

    Figure pct00263

    Figure pct00264
    .
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전광 디스플레이 또는 전광 컴포넌트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    IPS, FFS, VA 또는 ECB 효과에 기초하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    능동-매트릭스 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  14. 액정 매질에서의, 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 용도.
  15. 전광 디스플레이 또는 전광 컴포넌트에서의, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 용도.
  16. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화학식 I의 화합물을, 제 1 항에 따른 하나 이상의 화학식 II의 화합물 및/또는 제 1 항에 따른 화학식 III-1 내지 III-4의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물과 혼합하는 것을 포함하는, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법.
  17. 제 1 항에 제시된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 임의적으로, 하기 화학식 OH-1 내지 OH-6의 화합물의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 액정 매질에 첨가하는 것을 포함하는, 액정 매질의 안정화 방법:
    Figure pct00265
  18. 2개의 1-옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일 기를 함유하는 알코올을 적합한 유도체화된 고리 구조, 예를 들어 다이카복실산 다이할라이드 또는 테트라카복실산 테트라할라이드와 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 제조 방법.
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