KR930003389B1 - 액정 재료 - Google Patents

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KR930003389B1
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김정배
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
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Abstract

내용 없음.

Description

액정 재료
본 발명은 액정 재료에 관한 것으로서, 특히 강유전성 키랄스멕틱(Chiral smectic) 액정 재료에 관한 것이다.
액정 재료는 완전히 규칙적으로 배열된 결정성 고체상태와 완전히 불규칙적으로 배열된 등방성 액체상태의 중간상태를 나타내는 분자도를 갖는 액정상 또는 메소상(meso phase)으로서 공지된 유기재료이다.
액정 재료는 표시소자용 재료로서 널리 사용되고 있지만, 그와 같은 액정표시소자 대부분은 TN(Twisted Nematic)형 표시방식의 것이고 액정재료로서는 네마틱상에 속하는 것이 널리 사용되고 있다.
그러나 TN형 표시방식은 수광형(受光型) 표시소자(예컨대, LCD, ECD, EPID, 그외 착색자성구(着色磁性球)를 이용한 표시판등)이기 때문에 눈이 피로하지 않고 소비전력이 극히 작고 박형(薄型)의 표시장치를 제작할 수 있는 반면에 화상표시의 응답속도가 느리고, 보는 각도에 따라서는 화상표시를 볼 수 없는 결점이 있다.
이를 해결하기 위해 TN형 표시방식을 대체할 별도의 액정표시 방식의 개발이 불가피하게 되었다.
한편 강유전성 액정은 1975년 R. B 메이어씨등에 의해 그의 존재가 최초로 발표된 것으로 액정구조상 키랄스멕틱 C상, 키랄스멕틱 I상, 키랄스멕틱 F상, 키랄스멕틱 G상 및 키랄스멕틱 H상(이하, 각각 Sc상, Si상, Sf상, Sg상 및 Sh으로 약칭한다)에 속하며, 강유전성에 따른 응답은 다음식(A)와 같다.
Figure kpo00001
(식중, τ는 응답시간, η는 액정재료의 점도, Ps는 자발분극, E는 인가전압이다.
상기 식에서 이론상 1㎲까지 응답할 수 있는 표시소자를 얻을 수 있는 가능성이 제안되었다(Journal of Physics France 제36권 69페이지(1975년) 참조).
또한 이 방식은 강유전성 액정의 키랄스멕틱 C상(Sc상) 또는 키랄스멕틱 H상(Sh상)등을 사용한다.
이상의 강유전성 액정을 사용한 표시소자에 있어서는, 실용상 실온부근에서 Sc상이나 Sh상을 나타내는 것이 바람직하다(N. A. Clark et al.; Applied Phys. Lett., 36, 899(1980) 참조).
상기 식(A)으로부터 알 수 있는 바와같이 응답속도를 빠르게 하기 위해서는 점도계수 η가 작고, 자발분극이 큰 것이 필요하다.
그러나, 현재 강유전성 액정화합물중에서 실온부근에서 안정한 Sc상을 나타내고, 점도가 작고 자발분극이 큰 재료가 없는 것으로 공지되어 있다.
예컨대 미국화학협회지 108권 제23호 7424 내지 7425페이지(1986년)에는 P-(벤질옥시)페놀과 에폭시알코올을 합성하여 얻어진 하기식과 같은 액정 재료가 기재되어 있다.
Figure kpo00002
상기 액정 재료는 트랜스-2, 3-에폭시알코올 키랄을 갖고 있다.
일반적으로 기존의 강유전성 액정 재료는 10-7내지 10-9C/cm2의 자발분극과 20 내지 30mm2/S의 점도를 갖는바, 분자들의 자발분극이 커짐에 따라 분자 상호간에 인력이 더욱 강하게 작용하여 점도가 증가하게 된다.
이와 같이 자발분극이 크고 점도가 큰 액정 재료가 액정 디스플레이로 사용되는 경우에 응답시간이 지체되어 디스플레이의 표시품질이 현저하게 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 감안하여 Sc상 또는 Sh상에 속하는 온도범위가 넓고 큰 자발분극과 저점도의 고속응답성을 갖는 액정 재료를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 액정 재료는 다음 일반식(IV)으로 표시되는 것을 특징으로 한다.
Figure kpo00003
(식중 R과 R'는 C1~C20알킬기이고,
Figure kpo00004
는 트랜스-1, 4-치환 사이클로헥산 환이고, X는 할로겐원소를 나타낸다)
상기 할로겐 원자에는 Cl, Br, I 및 F등이 있다.
본 발명에 따른 액정 재료의 제조방법은 다음과 같다.
본 발명의 액정 재료는 여러가지 방법에 의해 제조될 수 있으나, 그들 중 가장 바람직한 것을 실시예로 하여 다음에 상세히 설명한다.
Figure kpo00005
Figure kpo00006
(식중 R과 R'는 C1~C20알킬기이고,
Figure kpo00007
는 트랜스-1, 4치환 사이클로헥산 환이고, X는 할로겐원소를 나타낸다.)
제1단계
이 단계에서는, 공지된 화합물(I)을 통상의 방법으로 상온에서 NaOH와 반응시켜 반응물(II)을 얻는다.
제2단계
이 단계에서는, 제1단계에서 얻어진 화합물(II)을 통상의 방법으로 SN2존재하에서 화합물(III)과 반응시켜 본 발명의 액정 재료인 화합물(IV)을 얻는다.
이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 액정 재료인 화합물(IV)은 분자내에 시클로헥실기가 존재하므로 저점도를 가지며, 또한 비대칭중심을 갖는 에폭사이드와 알킬할라이드가 존재하므로 큰 자발분극을 갖는다.
또한 본 발명의 액정 재료는 실온부근의 광범위한 온도범위에서 Sc상 또는 Sh상을 나타내고, 자발분극이 크고 점도가 저하되어 액정표시소자에 사용하는 경우에 안정하고 응답시간이 빨라 디스플레이의 표시품질이 매우 우수하였다.
따라서 본 발명에 의하면 큰 자발분극을 갖는 동시에 지점도를 갖는 신규한 액정 재료를 얻을 수 있어서 실용적인 스위칭 동작이 양호하여 응답속도가 빠르고 더우기 기계적 충격에도 우수한 액정표시소자를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 다음 일반식(IV)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 액정 재료.
    Figure kpo00008
    (식중 R과 R'는 C1~C20알킬기이고,
    Figure kpo00009
    는 트랜스-1, 4치환 사이클로헥산 환이고, X는 할로겐원소를 나타낸다.)
KR1019890019186A 1989-12-22 1989-12-22 액정 재료 KR930003389B1 (ko)

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