WO2016108442A2 - 액정 화합물 및 이를 포함하는 액정 조성물 - Google Patents

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Definitions

  • Liquid crystal compound and liquid crystal composition comprising the same
  • the present invention relates to a liquid crystal compound having high dielectric anisotropy, high refractive index anisotropy and low viscosity, and a liquid crystal composition comprising the same.
  • Liquid crystal display devices are used in various electronic devices, measuring devices, automotive panels, word processors, electronic notebooks, printers, computers, televisions, and the like, such as clocks and electronic calculators.
  • Representative examples of the liquid crystal display include TN twist nematic (TN), super twisted nematic (STN), in-plane switching (IPS), fringe field switching (FFS), and vertical alignment (VA).
  • the liquid crystal material used in such a liquid crystal display element is capable of low voltage driving and high speed response, and is required to be operable in a wide temperature range. Specifically, in order to drive stably in a wide temperature range, the liquid crystal material exhibits stable physical properties at about -20 ° C. or less (low temperature stability), and is required to have a transparent point of about 70 ° C. or more. And, for low voltage driving and high speed response, the liquid crystal material is required to have a high absolute value of dielectric anisotropy, a low rotational viscosity, and have an appropriate modulus of elasticity (K u , K 22 , ⁇ 33 average value).
  • IPS or VA is currently a general purpose TN or
  • the liquid crystal material has a negative dielectric anisotropy.
  • the negative liquid crystal material having negative dielectric anisotropy has a problem in that the rotational viscosity is greatly increased even if the dielectric anisotropy is slightly changed compared to the positive liquid crystal material due to the presence of a polar substituent on the molecular side.
  • the present invention provides a liquid crystal compound having high dielectric anisotropy, high refractive anisotropy and low viscosity.
  • the present invention provides a liquid crystal composition comprising the liquid crystal compound.
  • a liquid crystal compound represented by Chemical Formula 1 is provided.
  • a 1 and A 2 are each independently cyclohexylene, phenylene (henny lene), tetrahydropyrylene (tetr ahydropyr anylene), dioxanylene, cyclohexenylene, 1, 4-bicyclo [2.2.2] octylene (l, 4-bicyclo [2.2.2] octylene),
  • a radical of any one of pyridinylene, naphthylene, tetrahydronaphthylene or decalinylene, or at least one of the radicals is a radical substituted with halogen,
  • L 1 and L 2 are each independently hydrogen, halogen, trifluoromethyl or cyano radicals,
  • n and m are each independently 0, 1 or 2.
  • the liquid crystal compound represented by Chemical Formula 1 may have better physical properties and lower viscosity by having a structure as follows.
  • R 1 may be any one of alkoxy having 1 to 5 carbon atoms.
  • a 1 and A 2 may be each independently one of cyclonuclear styrene, phenylene, and phenylene substituted with halogen.
  • L 1 and L 2 may be each independently any one of halogen and trifluoromethyl.
  • Z 1 , Z 2, and Z 3 may be each independently a single bond, —CH 2 O—, or —0CH 2 —.
  • the liquid crystal compound represented by Chemical Formula 1 may exhibit high dielectric constant anisotropy and low viscosity.
  • the liquid crystal compound may have a dielectric anisotropy at 2 (rc -3 to ⁇ 7 and a rotational viscosity at 20 ° C. of 100 to 220 mPa ⁇ s.
  • liquid crystal composition comprising a liquid crystal compound represented by the formula (1).
  • Liquid crystal compound represented by Formula 1 may be included in 5 to 60% by weight relative to the total weight of the composition.
  • liquid crystal compounds selected from the group consisting of compounds represented by Formulas 2 to 5 may be further included in the liquid crystal composition.
  • R 11 and R 12 are each independently hydrogen, C 1 to
  • a 3 and A 4 are each independently cyclonuylene or phenylene
  • R 13 and R 14 are each independently hydrogen, an alkyl of 1 to 15 carbon atoms and an alkoxy of 1 to 15 carbon atoms, or one or more -CH 2 -is an oxygen atom
  • -CH CH-, -CF2O-, -0-, -COO- or -OCO—, or at least one H of said radicals is a radical substituted by halogen
  • a 5 and A 7 are each independently cyclonuylene or phenylene
  • a 6 is cyclohexylene, phenylene or phenyl substituted with halogen, p is an integer of 1 or 2,
  • Each independently hydrogen, an alkyl of 1 to 15 carbon atoms and an alkoxy of 1 to 15 carbon atoms, or one or more CH 2 -of the radicals are not directly connected to the oxygen atoms-C ⁇ C-, -CH Is a radical substituted with -CH-, -CF 2 0-, -0—, -C00- or -0C0- or at least one H of said radicals is replaced by halogen,
  • a 8 and A 9 are each independently cyclonuylene, tetrahydropyranylene, phenylene or phenyl substituted with halogen,
  • q is an integer between 0 and 2
  • R 17 and R 18 in Formula 5 are each independently hydrogen, 1 to
  • Is a radical substituted by C ⁇ C-, -CH CH-, -CF2O-, -0-, -C00- or -0C0-, or at least one H of said radicals is replaced by halogen,
  • r and v are integers between 0 and 1
  • r + V is 1 or 2
  • s and w are integers between 0 and 2.
  • the liquid crystal composition may further include an additive commonly employed in the art to which the present invention pertains.
  • the liquid crystal composition may further include an antioxidant selected from the group consisting of compounds represented by Chemical Formula 6 and Chemical Formula 7.
  • a 13 is cyclohexylene, tetrahydropyranylene or di oxanyl ene.
  • liquid crystal composition may further include a UV stabilizer selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (8) to (10).
  • Alkyl having 1 to 15 carbons and 1 carbon -C ⁇ C-, -CH CH-, -CF2O-,-0-,-that is a radical of any one of the alkoxy of 15 to 15, or one or more of the radicals -CH 2 -is not directly connected to the oxygen atoms.
  • e is an integer from 1 to 12
  • CH CH-, -CF 2 0-, -0-, -COO- or -0C0-substituted or at least one H of said radicals is a radical substituted by halogen,
  • f is an integer of 0 to 12
  • a radical of any one of hydrogen, alkyl of 1 to 15 carbon atoms and alkoxy of 1 to 15 carbon atoms, or black so that at least one -CH 2 -of the radicals is not directly connected to an oxygen atom, and C ⁇ C-, -CH CH ⁇ ,-a radical substituted by -CF 2 0-,-0-, -C00- or -0C, or at least one H of the radicals is replaced by halogen,
  • j is an integer of 0-12.
  • liquid crystal compound exhibiting high refractive anisotropy and high resistivity properties under low rotational viscosity.
  • the liquid crystal compound is a liquid crystal composition optimized for various liquid crystal display devices, especially liquid crystal display devices of VA, MVA, PVA, PS-VA, PALC, FFS, PS-FFS, IPS or PS-IPS modes that require quick response time. Can provide. [Specific contents to carry out invention]
  • a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 1 is provided.
  • a 1 and A 2 are each independently cyclohexylene, phenyl ene, tetrahydropyranylene, dioxanylene, cyclohexenylene, 1,4- Bicyclo [2.2.2] octylene (1,4-1 3 ⁇ 0 [2.2.2] 0 ⁇ 161),
  • a radical of any one of pyridinylene, naphthylene, tetrahydronaphthylene or decal inylene, or at least one H of said radicals is a radical replaced by halogen
  • L 1 and L 2 are each independently hydrogen, halogen, trifluoromethyl or cyano radicals,
  • n and m are each independently 0, 1 or 2.
  • Halogen may be fluorine (F), chlorine (C1), bromine (Br) or iodine (I).
  • the alkyl radical having 1 to 15 carbon atoms may be a straight chain, branched chain or cyclic alkyl radical.
  • an alkyl radical having 1 to 15 carbon atoms may be a straight chain alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms; Straight chain alkyl radicals having 1 to 5 carbon atoms; Branched or cyclic alkyl radicals having 3 to 10 carbon atoms;
  • the black may be a branched or cyclic alkyl radical having 3 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl radical having 1 to 15 carbon atoms may be methyl, ethyl, n—propyl, i so-propyl, n-butyl, i so-butyl, tert-butyl, n-pentyl, i so-pentyl or cyclonucleus, etc. Can be.
  • the alkoxy radical having 1 to 15 carbon atoms may be a straight chain, branched chain or cyclic alkoxy radical.
  • alkoxy radicals having 1 to 15 carbon atoms include straight chain alkoxy radicals having 1 to 10 carbon atoms; Straight chain alkoxy radicals having 1 to 5 carbon atoms; Branched or cyclic alkoxy radicals having 3 to 10 carbon atoms; Or a branched or cyclic alkoxy radical having 3 to 5 carbon atoms.
  • alkoxy radical having 1 to 15 carbon atoms is methoxy, ethoxy, n-propoxy, i so-propoxy, n-subspecific, i so- appendix, tert-butoxy, n-pentoxy, i so-pentoxy or cyclonuclear oxy.
  • one or more of the radicals -c3 ⁇ 4- may be substituted with the substituents described above so that the oxygen atoms are not directly connected.
  • alkyl and alkoxy radicals having 1 to 15 carbon atoms may be replaced with radicals in which one or more H of the radicals is replaced by halogen.
  • the methyl radical may be replaced with a perfluoromethyl radical (-CF 3 ) in which all H of the methyl radical ( ⁇ CH 3 ) is substituted with F.
  • a single bond means a case where no separate atom exists in the moiety represented by Z 1 to Z 5 .
  • Z 1 is a single bond and n and m are 0, the cyclonucleic acid ring is directly connected to the benzene ring to form a cyclonuclear benzene structure. Can be formed.
  • the liquid crystal compound of Chemical Formula 1 may include a 4,4-dimethylcyclonucleosil group, and may exhibit a significantly reduced viscosity compared to the conventional one while maintaining high dielectric anisotropy and refractive anisotropy.
  • the liquid crystal compound of Formula 1 compared to the conventional liquid crystal compound containing a 4-alkylcyclohexyl group. It can exhibit excellent overall physical properties while showing a markedly reduced viscosity. Therefore, when the liquid crystal compound of Formula 1 is used, it is expected to provide a liquid crystal display device capable of excellent physical properties and high speed response.
  • the liquid crystal compound of Formula 1 may have negative functional anisotropy by having a polar functional group on the side of the central group. Accordingly, when the liquid crystal compound of Chemical Formula 1 is used, VA (Virtical Alignment), MVA (Multi domain Virtical Alignment), PVA (Patterned Virtical Alignment), and PS_VA (Polymer Stabi 1ized Viral Alignment) using a negative liquid crystal material It is expected that high speed response of liquid crystal display devices such as IPS (In-Plane Switching) mode can be realized.
  • VA Virtual Alignment
  • MVA Multi domain Virtical Alignment
  • PVA Powerned Virtical Alignment
  • PS_VA Polymer Stabi 1ized Viral Alignment
  • the liquid crystal compound of Chemical Formula 1 may have a structure as follows and may exhibit low viscosity with better physical properties.
  • liquid crystal compound wherein R 1 in Formula 1 is alkoxy having 1 to 5 carbon atoms may exhibit higher dielectric anisotropy and lower viscosity.
  • a 1 and A 2 in Formula 1 are each independently one of cyclonuclear styrene, phenylene, and phenylene substituted with halogen, and the liquid crystal compound may be driven at a low voltage, and may operate in a wide temperature range. Low temperature stability, high dielectric constant anisotropy and high refractive index anisotropy.
  • liquid crystal compound in which L 1 and L 2 of Formula 1 are each independently one of halogen and trifluoromethyl may exhibit high negative dielectric anisotropy.
  • Z 1 , Z 2, and Z 3 connecting between the central groups may be appropriately selected from the substituents described above according to the use of the liquid crystal compound.
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 may be each independently a single bond, -C3 ⁇ 40- or -0CH 2- .
  • the liquid crystal compound represented by Chemical Formula 1 may be a liquid crystal compound selected from the group consisting of Chemical Formulas 1-1 to 1-24, The liquid crystal compound represented by 1-1 to 1- can more effectively secure the above-mentioned effect.
  • the liquid crystal compound of Formula 1 may have a very high negative dielectric anisotropy, for example, 2 (dielectric constant anisotropy in C ⁇ 3 to -7.
  • the liquid crystal compound of Formula 1 may have the high negative dielectric constant
  • the rotational viscosity at 20 ° C. may be very low, such that the rotational viscosity is 100 to 220 mPa ⁇ s. It is expected that the problems of the negative liquid crystal material having the rising problem can be solved.
  • liquid crystal composition comprising a liquid crystal compound represented by the formula (1).
  • the liquid crystal composition includes at least one liquid crystal compound represented by Chemical Formula 1.
  • the liquid crystal composition is at least 5% by weight or at least 7% by weight relative to the total weight of the liquid crystal composition represented by Formula 1 It may include a compound. If the content of the liquid crystal compound represented by Formula 1 is less than the above range, the effect of improving the response speed may be insignificant.
  • the liquid crystal composition may include at least one liquid crystal compound represented by Chemical Formula 1 at 60 wt% or less, 40 wt% or less, 30 wt% or 20 wt% or less based on the total weight of the liquid crystal composition. If the content of the liquid crystal compound represented by Formula 1 exceeds the above range, the phase transition temperature of the liquid crystal ' composition may be greatly increased, which may cause a problem that the liquid crystal phase cannot be secured in the low temperature region.
  • the liquid crystal composition may further include various liquid crystal compounds for overall performance of the liquid crystal display device in addition to the liquid crystal compound of Formula 1.
  • the liquid crystal composition may further include a liquid crystal compound having a low viscosity known in the art.
  • a liquid crystal compound represented by the following formula (2) may be used.
  • a 3 and A 4 are each independently cyclonuylene or phenylene.
  • the refractive index anisotropy and the dielectric anisotropy can be easily adjusted.
  • R 11 and R 12 are the same as R 11 o and R 12 of formula (II) Can be defined.
  • the liquid crystal composition may further include a liquid crystal compound having a high phase transition temperature or high refractive index with a known liquid crystal compound.
  • a liquid crystal compound represented by the following formula (3) may be used.
  • a 5 and A 7 are each independently cyclonuylene or phenylene
  • a 6 is cyclonuylene, phenylene or phenyl substituted with halogen, p is an integer of 1 or 2.
  • Transparent point, rotational viscosity, refractive index anisotropy, and dielectric anisotropy of the liquid crystal composition while maintaining a high resistivity using at least one liquid crystal compound selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 3-1 to 3-5 as the liquid crystal compound represented by Chemical Formula 3 Etc. can be easily adjusted.
  • R 13 and R 14 may be defined as R 13 and R 14 of formula (3).
  • the liquid crystal composition may further include a known dielectric constant liquid crystal compound.
  • a liquid crystal compound represented by the following formula (4) may be used.
  • a 8 and A 9 are each independently cyclonuylene, tetrahydropyranylene, phenylene or phenyl substituted with halogen,
  • Q is an integer between 0 and 2.
  • liquid crystal compound represented by Chemical Formula 4 anisotropy and dielectric constant of the transparent point, rotational viscosity, and refractive index of the liquid crystal composition are maintained while maintaining a high specific resistance using at least one liquid crystal compound selected from the group consisting of Chemical Formulas 4-1 to 4-4 Anisotropy etc. can be adjusted easily.
  • R 15 and R 16 may be o-defined the same as R 15 and R 16 of formula (4).
  • the liquid crystal composition may further include a conventional high dielectric constant liquid crystal compound.
  • a liquid crystal compound represented by the following formula (5) may be used.
  • R 17 and R 18 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and alkoxy having 1 to 15 carbon atoms, or at least one of the radicals —CH 2 — is an oxygen atom directly Unsubstituted or substituted with —C ⁇ C—, —CH ⁇ CH—, —CF 2 0—, —0-, —C00—, or —0C 0 — or one or more H of said radicals is replaced by halogen,
  • a 10 , A 11 and A 12 are each independently cyclonuylene, tetrahydropyranylene, phenylene, or phenylene substituted with halogen
  • Z 4 and Z 5 are each independently -C3 ⁇ 4CH 2-
  • -CH CH-, -C ⁇ C-, -CH 2 0-, ⁇ 0CH 2 _, -CH 2 CF 2- , -CHFCHF-, —CF 2 CH 2 — , -CH 2 CHF_, -CHFCH 2 -,- C 2 F 4- , -C00-, -0C0-, -CF 2 0— -OCF2- or -0-,
  • r and v are integers from 0 to 1, r + V is 1 or 2,
  • s and w are integers between 0 and 2.
  • Anisotropic and dielectric anisotropy of the transparent point, rotational viscosity, and refractive index of the liquid crystal composition while maintaining a high resistivity using at least one liquid crystal compound selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 5 ⁇ 1 to 5-4 Etc. can be easily adjusted.
  • R 17 and R 18 may be defined as R 17 and R 18 of formula (5).
  • the liquid crystal composition may appropriately include one or more liquid crystal compounds of the liquid crystal compounds represented by Chemical Formulas 2 to 5 in consideration of the intended uses and effects of the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition may include a liquid crystal compound represented by Formula 2, Formula 3, and Formula 4 in order to balance various various physical properties of the liquid crystal composition.
  • at least one liquid crystal compound may be used as the liquid crystal compound represented by Formulas 2 to 4, respectively.
  • the liquid crystal composition may further include various additives commonly used in the art to which the present invention belongs, in addition to the liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition may further include an antioxidant.
  • antioxidants include antioxidants selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (6) and (7).
  • R 19 and R 20 may be each independently hydrogen, an alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and an alkoxy having 1 to 15 carbon atoms, or one or more of -c3 ⁇ 4- is an oxygen atom. So that they do not connect directly
  • a 13 is cyclonuxylene, tetrahydropyranylene or dioxenylene.
  • liquid crystal composition may further include a UV stabilizer.
  • UV stabilizers can be used in the Hal s (Hindered Amine Stabilizer) series.
  • the UV stabilizer may be a UV stabilizer selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (8) to (10).
  • R 21 is a radical of any one of hydrogen, alkyl of 1 to 15 carbon atoms and alkoxy of 1 to 15 carbon atoms, or black to prevent one or more -C3 ⁇ 4- of the radicals from being directly connected to oxygen atoms.
  • ⁇ C-, -CH CH-, -CF 2 ,-a radical substituted by-0-, -C00- or -0C0- or one or more H of said radicals replaced by halogen, e is an integer from 1 to 12,
  • f is an integer of 0 to 12
  • R 24 in Formula 10 may be a radical of any one of hydrogen, alkyl having 1 to 15 carbon atoms, and alkoxy having 1 to 15 carbon atoms, or at least one of the radicals —CH 2 — may not be directly connected to an oxygen atom.
  • C-, -CH CH-, -CF 2 0-,-0-, -C00- or -0C0- is substituted, or at least one H of said radicals is a radical substituted by halogen,
  • j is an integer of 0-12.
  • the antioxidant and / or the UV stabilizer may be used in an amount of about 200 to 500 ppm in the amount of about 1 to 2,000 ppm black to the total amount of the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition described above exhibits high negative dielectric anisotropy and high refractive index anisotropy even under low rotational viscosity, and in particular, VA (Virtical Alignment), MVA (Multidomain Virtical Alignment), PVA (Patterned Virtical Alignment), and PS are used. It is expected that high-speed response can be realized while maintaining excellent overall performance of the liquid crystal display device such as -VA (polymer stabilized virtical alignment) or IPS (in-plane switching) mode.
  • -VA polymer stabilized virtical alignment
  • IPS in-plane switching
  • the liquid crystal compound of Chemical Formula 1-1 was prepared by the following method.
  • Table 1 shows the physical properties of the liquid crystal compounds prepared in Preparation Examples 1 and 2 and the physical properties of the conventional liquid crystal compounds measured by the methods described below.
  • Table 1 shows the codes of the liquid crystal compounds, and the meanings of the codes are shown in Table 2.
  • the physical properties of the liquid crystal compound were defined as extrapolation values obtained by substituting the measured values of samples prepared by mixing 10% by weight of the liquid crystal compound to be measured with 90% by weight of the mother liquid crystal.
  • a refractive index anisotropy [ ⁇ ] was 0.11
  • a dielectric anisotropy [ ⁇ ] was -3.4
  • a rotational viscosity [ ⁇ was 130 mPa ⁇ s.
  • the refractive index anisotropy [ ⁇ ] of the liquid crystal compound was measured with an Abbe refractometer equipped with a polarizing plate on the eyepiece using light at a wavelength of 589 nm at 20 ° C. After rubbing the surface of the main prism in one direction, the sample was dropped into the main prism. Then, the refractive index (n il) when the direction of polarization was parallel to the direction of rubbing and the refractive index (n ⁇ ) when the direction of polarization was perpendicular to the direction of rubbing were measured. Subsequently, the refractive index anisotropy ( ⁇ ) was measured by substituting the refractive index value into Equation 2. .
  • the device was manufactured by the following method.
  • the vertical alignment agent was apply
  • spacers were applied to any one of two glass substrates so that the vertical alignment films faced each other and the gap (cell gap) between the two glass substrates was 50 / zm, and then the two glass substrates were bonded together.
  • a sample was injected into the device and sealed with an adhesive that was cured with ultraviolet rays.
  • the temperature control ler (Model SU-) manufactured by ESPEC Corp.
  • the rotational viscosity of the device was measured at 20 ° C using a Toyo Corp. Mode l 6254 instrument.
  • Tm of the liquid crystal compound was placed on the hot plate of the melting point measuring device equipped with a polarization microscope, and heated at a rate of 3 ° C. / min to change a part of the liquid crystal compound from the crystal phase to the liquid crystal phase or isotropic liquid The temperature at that time was observed and measured.
  • alkyl group is briefly expressed by the carbon number of the alkyl group.
  • the liquid crystal compound according to Chemical Formula 1 of the present invention exhibits a significantly lower viscosity while showing a high refractive index and a high dielectric constant equivalent to that of the existing liquid crystal compound. Accordingly, the liquid crystal compound according to the exemplary embodiment of the present invention is expected to provide a liquid crystal display device having a very fast response rate. Examples and Comparative Examples: Preparation of Liquid Crystal Compositions
  • liquid crystal composition according to the Example and Comparative Example using the composition shown in Table 3.
  • the liquid crystal compound is represented by a code, and the meaning of the code is described in Table 2 above.
  • the refractive index anisotropy [ ⁇ ] of the liquid crystal compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was measured with an Abbe refractometer equipped with a polarizing plate on the eyepiece using light at a wavelength of 589 nm at 20 ° C. After rubbing the surface of the main prism in one direction, the liquid crystal composition was added dropwise to the main prism. Then, the refractive index (n il) when the direction of polarization was parallel to the direction of rubbing and the refractive index (n ⁇ ) when the direction of polarization was perpendicular to the direction of rubbing were measured. And the refractive index anisotropy ((DELTA) (eta)) was measured by substituted the said refractive value with Formula 2.

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Abstract

본 발명의 일 구현예에서는 낮은 회전 점도 하에서 높은 굴절률 이방성과 높은 비저항 특성을 나타내는 새로운 액정 화합물을 제공한다. 이러한 액정 화합물은 다양한 액정 표시 소자， 특히 신속한 응답 시간을 요구하는 VA, MVA, PVA, PS-VA, PALC, FFS, PS-FFS, IPS 또는 PS-IPS 모드의 액정 표시 소자에 최적화된 액정 조성물을 제공할 수 있다.

Description

【발명의 명칭】
액정 화합물 및 이를 포함하는 액정 조성물
【기술분야】
본 발명은 고유전율 이방성 , 고굴절률 이방성 및 낮은 점도를 가지는 액정 화합물 및 이를 포함하는 액정 조성물에 관한 것이다.
【배경기술】
액정 표시 소자 (LCD)는 시계， 전자 계산기를 비릇하여 각종 전기 기기， 측정 기기， 자동차용 패널， 워드 프로세서， 전자 수첩， 프린터， 컴퓨터， 텔레비전 등에 사용되고 있다. 액정 표시 방식에는 대표적으로 TN Twist nematic) , STN(Superᅳ twisted nemat ic) , IPS( In-plane switching) , FFS( Fringe field switching) 및 VA(Virtical alignment) 등이 있다.
이러한 액정 표시 소자에 사용되는 액정 재료는 저전압 구동 및 고속 응답이 가능하며， 넓은 온도 범위에서 동작 가능할 것이 요구된다. 구체적으로， 넓은 온도 범위에서 안정적으로 구동하기 위하여 액정 재료는 약 -20°C 이하에서 안정적인 제반 물성을 나타내며 (저온 안정성)， 약 70°C 이상의 투명점을 가질 것이 요구된다. 그리고， 저전압 구동 및 고속 웅답을 위하여， 액정 재료는 유전율 이방성의 절대값이 크고， 회전 점도가 작으며， 적절한 탄성 계수 (Ku, K22, Κ33 평균값)를 가질 것이 요구된다.
이와 같은 액정 재료의 요구 물성은 1 내지 2 종류의 액정 화합물을 사용하여 만족시키는 것은 불가능하며， 통상적으로 7 내지 20 종류의 액정 화합물을 배합하여 충족시키고 있다.
한편， 상기 액정 표시 방식 중 IPS 혹은 VA 등은 현재 범용의 TN이나
STN과 달리 유전율 이방성이 음 (-)인 액정 재료를 사용한다는 특징을 갖는다. 그러나, 유전을 이방성이 음인 네가티브 액정 재료는 분자 측면에 극성 치환기가 존재하여 포지티브 액정 재료에 비하여 유전율 이방성을 조금만 변화시켜도 회전 점도가 크게 상승하는 문제가 있다. 이에 따라， 고속 응답이 가능한 IPS 혹은
VA형 액정 표시 소자를 제공하기 위하여 유전율 이방성이 음이며， 절대값이 크고， 점성이 낮은 액정 화합물의 개발이 요구되고 있다.
【발명의 내용】
【해결하려는 과제】 본 발명은 고유전율 이방성 , 고굴절를 이방성 및 낮은 점도를 가지는 액정 화합물을 제공한다.
또한， 본 발명은 상기 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물을 제공한다. 【과제의 해결 수단】
본 발명의 일 구현예에 따르면 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물이 제공된다.
[화학식 1]
Figure imgf000003_0001
상기 화학식 1에서
R1은 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -C¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 C≡C-, -CH=CH-, — CF20— , —으， -C00-, -0C0- 또는 -OCCK)ᅳ로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 아상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A1 및 A2는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 (cyclohexylene), 페닐렌 ( heny lene), 테트라하이드로피라닐렌 ( t e t r ahydropyr anylene), 다이옥세이닐렌 (dioxanylene), 사이클로헥세닐렌 (cyclohexenylene)， 1,4- 바이사이클로 [2.2.2]옥틸렌 (l,4-bicyclo[2.2.2]octylene),
피리디닐렌 (pyridinylene), 나프틸렌 (naphthylene)， 테트라하이드로나프틸렌 (tetrahydronaphthylene) 또는 데카리닐렌 (decalinylene) 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 단일 결합， -CH2CH2-, -CH=CH-, _C≡0, - CH20-, -OCH2-, -CH2CF2-, -CHFCHF-, -CF2CH2-, -C¾CHF_, -CHFCH2-, -C2F4-, -C00-, -0C0-, -CF2O-, -OCF2- 또는 —으이며，
L1 및 L2는 각각 독립적으로， 수소， 할로겐， 트리플루오로메틸 또는 시아노 라디칼이고，
n 및 m은 각각 독립적으로 0， 1 또는 2이다. 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기와 같은 구조를 가짐으로써 보다 양호한 제반 물성 및 낮은 점도를 가질 수 있다.
구체적으로 화학식 1에서 R1은 탄소수 1 내지 5의 알콕시 중 어느 하나일 수 있다. 그리고， A1 및 A2는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 페닐렌 및 할로겐으로 치환된 페닐렌 중 어느 하나일 수 있다. 또한， L1 및 L2는 각각 독립적으로 할로겐 및 트리플루오로메틸 중 어느 하나일 수 있다. 상기 화학식 1에서 Z1 , Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 단일 결합， -CH20- 또는 -0CH2-일 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 고유전율 이방성 및 낮은 점도를 나타낼 수 있다. 일 예로, 상기 액정 화합물은 2(rc에서의 유전율 이방성이 -3 내지 ᅳ7이며， 20°C에서의 회전 점도가 100 내지 220 mPa · s일 수 있다.
한편， 발명의 다른 일 구현예에 따르면， 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물이 제공된다.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 조성물 전체 중량 대비 5 내지 60 중량 %로 포함될 수 있다.
또한, 하기 화학식 2 내지 5로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물은 상기 액정 조성물에 추가로 포함될 수 있다.
[화학식 2]
Rn-A3-A4-R12
상기 화학식 2에서， R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지
15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -(¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C -， ᅳ CH H_ , -CF2O- , -0- , -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고,
A3 및 A4는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 또는 페닐렌이며，
[화학식 3]
R13-A5-(A6)P-A7-R14
상기 화학식 3에서， R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C -， -CH=CH-, -CF2O-, -0-, -COO- 또는 -OCO—로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A5 및 A7은 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 또는 페닐렌이며,
A6은 사이클로헥실렌， 페닐렌 또는 할로겐으로 치환된 페닐렌이고， p는 1 또는 2의 정수이며，
Figure imgf000005_0001
각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C-, -CH=CH-, -CF20-, -0—， -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A8 및 A9는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌， 페닐렌 또는 할로겐으로 치환된 페닐렌이며，
q는 0 내지 2 사이의 정수이고，
Figure imgf000005_0002
상기 화학식 5에서 R17 및 R18은 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지
15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -
C≡C―， -CH=CH-, -CF2O-, -0-, -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이며，
Aio, A u 및 A12는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌ᅳ 페닐렌 및 할로겐으로 치환된 페닐렌 중 어느 하나이고， Z4 및 Z5는 각각 독립적으로 -C¾CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH20, -0CH2-,
-CH2CF2-, -CHFCHF-, -CF2CH2-, -CH2CHF-, -CHFCH2-, -C2F4-, -COCK -0C0-, -CF20-,
-OCF2- 또는 -0-이며， r 및 v는 0 내지 1 사이의 정수이고， r + V는 1 또는 2이며， s 및 w는 0 내지 2 사이의 정수이다.
상기 액정 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 채용하는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 일 예로， 상기 액정 조성물은 하기 화학삭 6 및 화학식 7로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 산화 방지제를 추가로 포함할 수 있다.
Figure imgf000006_0001
상기 화학식 6 및 7에서， R19 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -c¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C- , -CH=CH -， ᅳ CF20_ , -0-， -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고,
A13는 사이클로헥실렌， 테트라하이드로피라닐렌 (tetrahydropyranylene) 또는 다이옥세이닐렌 (di oxanyl ene)이다.
또한， 상기 액정 조성물은 하기 화학식 8 내지 10으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 UV 안정제를 추가로 포함할 수 있다.
Figure imgf000006_0002
탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C -， -CH=CH-, -CF2O-, - 0-, -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고,
e는 1 내지 12의 정수이며，
Figure imgf000007_0001
각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 증 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 ᅳ C≡C-, -CH=CH -， -CF20-, -0-, -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
f는 0 내지 12의 정수이며，
Figure imgf000007_0002
수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 C≡C-, -CH=CHᅳ， -CF20-, - 0-, -C00- 또는 -0C으로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
j는 0 내지 12의 정수이다.
【발명의 효과】
본 발명의 일 구현예에서는 낮은 회전 점도 하에서 높은 굴절를 이방성과 높은 비저항 특성을 나타내는 새로운 액정 화합물을 제공한다. 이러한 액정 화합물은 다양한 액정 표시 소자， 특히 신속한 웅답 시간을 요구하는 VA, MVA, PVA, PS-VA, PALC, FFS, PS-FFS, IPS 또는 PS-IPS 모드의 액정 표시 소자에 최적화된 액정 조성물을 제공할 수 있다. 【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 신규한 구조의 액정 화합물과 이를 포함하는 액정 조성물 등에 대해 설명하기로 한다 .
발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물이 제공된다.
[화학식 1]
Figure imgf000008_0001
상기 화학식 1에서
R1은 수소, 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2ᅳ가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CH=CH-, -CF20-, -0-, -C00-, -0C0- 또는 ᅳ OCO-0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의ᅳ H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A1 및 A2는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 (cyclohexylene), 페닐렌 (phenyl ene), 테트라하이드로피라닐렌 (tetrahydropyranylene)， 다이옥세이닐렌 (dioxanylene), 사이클로핵세닐렌 (cyclohexenylene)， 1,4- 바이사이클로 [2.2.2]옥틸렌(1，4-13^ 0[2.2.2]0^ 161 )，
피리디닐렌 (pyridinylene), 나프틸렌 (naphthylene)， 테트라하이드로나프틸렌 (tetrahydronaphthylene) 또는 데카리닐렌 (decal inylene) 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 증 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 단일 결합， ᅳ C¾C¾-, -CH=CH—， -C≡C-, 一 (¾0-， -0CH2-, -CH2CF2-, -CHFCHF-, -CF2CH2-, -CH2CHF-, -CHFCH2-, -C2F4-, -C00-, -0C0-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -o-이며，
L1 및 L2는 각각 독립적으로， 수소, 할로겐， 트리플루오로메틸 또는 시아노 라디칼이고，
n 및 m은 각각 독립적으로 0， 1 또는 2이다.
본 명세서에서 특별한 제한이 없는 한 다음 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다.
할로겐 (halogen)은 불소 (F) , 염소 (C1 ) , 브롬 (Br ) 또는 요오드 ( I )일 수 있다.
탄소수 1 내지 15의 알킬 라디칼은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬 라디칼일 수 있다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 15의 알킬 라디칼은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 알킬 라디칼; 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알킬 라디칼; 탄소수 3 내지 10의 분지쇄 또는 고리형 알킬 라디칼; 흑은 탄소수 3 내지 5의 분지쇄 또는 고리형 알킬 라디칼일 수 있다. 보다 구체적으로， 탄소수 1 내지 15의 알킬 라디칼은 메틸, 에틸, n—프로필, i so-프로필, n-부틸， i so-부틸， tert-부틸， n- 펜틸， i so-펜틸 또는 사이클로핵실 등일 수 있다.
탄소수 1 내지 15의 알콕시 라디칼은 직쇄， 분지쇄 또는 고리형 알콕시 라디칼일 수 있다. 구체적으로， 탄소수 1 내지 15의 알콕시 라디칼은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 알콕시 라디칼; 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알콕시 라디칼; 탄소수 3 내지 10의 분지쇄 또는 고리형 알콕시 라디칼; 혹은 탄소수 3 내지 5의 분지쇄 또는 고리형 알콕시 라디칼일 수 있다. 보다 구체적으로， 탄소수 1 내지 15의 알콕시 라디칼은 메톡시, 에톡시， n-프로폭시， i so-프로폭시， n-부특시， i so- 부록시， tert-부톡시， n-펜톡시， i so-펜톡시 또는 사이클로핵톡시 등일 수 있다. 그리고， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 알콕시 라디칼은 상기 라디칼의 하나 이상의 -CH2-가 -C≡C- , — CH= H- , -CF20- , -0-， -C00- , -0C0- 또는 -0CCH)- 로 치환된 라디칼로 대체될 수 있다. 일 예로， 메틸 라디칼은 메틸 라디칼 (-CH2- H)의 -CH2-가 -CH=CH-로 치환된 비닐 라디칼 (-CH=CH-H)에 의하여 대체될 수 있다. 단, 상기 라디칼 중 하나 이상의 -c¾-는 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 상술한 치환기로 치환될 수 있다.
또한， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 알콕시 라디칼은 상기 라디칼의 하나 이상의 H가 할로겐으로 치환된 라디칼로 대체될 수 있다. 일 예로， 메틸 라디칼은 메틸 라디칼 (ᅳ CH3)의 모든 H가 F로 치환된 퍼플루오로메틸 라디칼 (- CF3)로 대체될 수 있다.
단일 결합은 Z1 내지 Z5로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 일 예로, 화학식 1에서 Z1이 단일 결합이고， n 및 m이 0인 경우 사이클로핵산 고리는 벤젠 고리와 직접 연결되어 사이클로핵실벤젠 구조를 형성할 수 있다.
상기 화학식 1의 액정 화합물은 4,4-다이메틸사이클로핵실기를 포함하여 높은 유전율 이방성 및 굴절를 이방성을 유지하면서 기존 대비 현저하게 감소된 점도를 나타낼 수 있다. 특히， 화학식 1의 액정 화합물은 기존의 4- 알킬사이클로헥실기를 포함하는 액정 화합물 대비. 현저하게 감소된 점도를 나타내면서 우수한 제반 물성을 나타낼 수 있다. 따라서， 상기 화학식 1의 액정 화합물을 사용하면， 우수한 제반 물성 및 고속 웅답이 가능한 액정 표시 소자를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
또한， 상기 화학식 1의 액정 화합물은 중심그룹의 측면에 극성 작용기를 가져 음의 유전율 이방성을 나타낼 수 있다 . 이에 따라， 상기 화학식 1의 액정 화합물을 이용하면， 네가티브 액정 재료를 사용하는 VA(Virtical Alignment), MVA(Multi domain Virtical Alignment), PVA(Patterned Virtical Alignment), PS_ VA(Polymer Stabi 1 ized Virt ical Alignment) 또는 IPS( In-Plane Switching) 모드 등의 액정 표시 소자의 고속 웅답을 실현할 수 있을 것으로 기대된다.
상기 화학식 1의 액정 화합물은 하기와 같은 구조를 가져 보다 양호한 제반 물성과 함께 낮은 점성을 나타낼 수 있다.
구체적으로， 화학식 1의 R1이 탄소수 1 내지 5의 알콕시인 액정 화합물은 보다 높은 유전율 이방성 및 보다 낮은 점도를 나타낼 수 있다.
그리고 화학식 1의 A1 및 A2가 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 페닐렌 및 할로겐으로 치환된 페닐렌 중 어느 하나인 액정 화합물은 낮은 전압에서 구동 가능하며， 넓은 온도 범위에서 동작할 수 있도톡 층분한 저온 안정성 및 고유전율 이방성과 고굴절율 이방성을 나타낼 수 있다.
또한， 화학식 1의 L1 및 L2가 각각 독립적으로 할로겐 및 트리플루오로메틸 중 어느 하나인 액정 화합물은 높은 음의 유전율 이방성을 나타낼 수 있다.
한편， 상기 화학식 1에서 중심그룹 사이를 연결하는 Z1, Z2 및 Z3는 액정 화합물의 사용 용도에 따라 상술한 치환기 중에서 적절히 선택될 수 있다. 일 예로， Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 단일 결합, -C¾0- 또는 -0CH2-일 수 있다. 보다 구체적으로， 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-24로 이루어진 군에서 선택된 액정 화합물일 수 있으며， 하기 화학식 1-1 내지 1- 표시되는 액정 화합물은 상술한 효과를 더욱 효과적으로 담보할 수 있다.
Figure imgf000011_0001
1-10]
Figure imgf000012_0001
[화학식 1-19]
Figure imgf000013_0001
이러한 화학식 l의 액정 화합물은， 예를 들면, 2( C에서의 유전율 이방성이 ᅳ 3 내지 -7로 매우 높은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 또한， 화학식 1의 액정 화합물은 상기 높은 음의 유전율 이방성과 함께 20°C에서의 회전 점도가 100 내지 220 mPa · s로 매우 낮은 회전 점도를 나타낼 수 있다. 이에 따라， 상기 화학식 1의 액정 화합물을 이용하면， 종래 작은 유전율 이방성 변화에도 회전 점도가 대폭 상승하는 문제가 있는 네가티브 액정 재료의 고질적인 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.
한편， 발명의 다른 일 구현예에 따르면， 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물이 제공된다.
상기 액정 조성물은 적어도 1종 이상의 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함한다. 상기 액정 조성물은 액정 조성물 전체 중량에 대하여 5 중량 % 이상 또는 7 중량 % 이상으로 상기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 액정 화합물을 포함할 수 있다. 만일 화학식 1로 표시되는 액정 화합물의 함량이 상기 범위 미만이면, 이로 인한 응답 속도의 향상 효과가 미미할 수 있다. 또한， 상기 액정 조성물은 액정 조성물 전체 중량에 대하여 60 중량 % 이하， 40 중량 ¾ 이하, 30 중량 % 이하 또는 20 중량 % 이하로 상기 화학식 1로 표시되는 1 종 이상의 액정 화합물을 포함할 수 있다. 만일 화학식 1로 표시되는 액정 화합물의 함량이 상기 범위를 초과하면， 액정' 조성물의 상전이 온도가 크게 증가되어 저온 영역에서 액정상을 확보할 수 없다는 문제가 초래될 수 있다.
상기 액정 조성물은 화학식 1의 액정 화합물 외에도 액정 표시 소자의 제반 성능을 위하여 다양한 액정 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
일 예로， 상기 액정 조성물은 기존에 알려진 저점도의 액정 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 저점도의 액정 화합물로는 하기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물 등을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
Rn-A3-A4-R:
상기 '화학식 2에서， Ru 및 R12는 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C- , -CH=CH- , -CF20- , -0-， -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A3 및 A4는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 또는 페닐렌이다.
상기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물로 하기 화학식 2-1 및 화학식 2- 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 액정 화합물을 사용하여 높은 비저항을 유지하면서 액정 조성물의 투명점， 회전 점도， 굴절률 이방성 및 유전율 이방성 등을 용이하게 조절할 수 있다.
Figure imgf000014_0001
상기 화학식 2ᅳ1 및 2-2에서， R11 및 R12는 화학식 2의 R11 및 R12와 같 o 정의될 수 있다.
다른 예로， 상기 액정 조성물은 기존에 알려진 액정 화합물로 상전이 온도가 높거나 고굴절를을 나타내는 액정 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 액정 화합물로는 하기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 등을 사용할 수 있다.
[화학식 3]
R13_A5_ (A6 ) p_A7_R14 상기 화학식 3에서, R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지
15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -
C≡C -， -CH=CH- , -CF20- , -0- , -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A5 및 A7은 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 또는 페닐렌이며，
A6은 사이클로핵실렌， 페닐렌 또는 할로겐으로 치환된 페닐렌이고， p는 1 또는 2의 정수이다.
상기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물로 하기 화학식 3-1 내지 3-5로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 액정 화합물을 사용하여 높은 비저항을 유지하면서 액정 조성물의 투명점， 회전 점도, 굴절률 이방성 및 유전율 이방성 등을 용이하게 조절할 수 있다.
Figure imgf000015_0001
[화학식 3ᅳ 4]
Figure imgf000016_0001
상기 화학식 3-1 내지 3-5에서, R13 및 R14는 화학식 3의 R13 및 R14와 같이 정의될 수 있다.
또 다른 예로， 상기 액정 조성물은 기존에 알려진 중유전율 액정 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 중유전율 액정 화합물로는 하기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 등을 사용할 수 있다.
Figure imgf000016_0002
각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C- , ᅳ CH=CH -， -CF20- , — 0-， -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A8 및 A9는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌， 페닐렌 또는 할로겐으로 치환된 페닐렌이며，
Q는 0 내지 2 사이의 정수이다.
상기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물로 하기 화학식 4-1 내지 화학식 4-4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 액정 화합물을 사용하여 높은 비저항을 유지하면서 액정 조성물의 투명점， 회전 점도， 굴절를 이방성 및 유전율 이방성 등을 용이하게 조절할 수 있다.
Figure imgf000016_0003
Figure imgf000017_0001
상기 화학식 4ᅳ1 내지 4-4에서， R15 및 R16는 화학식 4의 R15 및 R16과 같 o 정의될 수 있다.
또 다른 예로， 상기 액정 조성물은 기존에 알려진 고유전율 액정 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 액정 화합물로는 하기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 등을 사용할 수 있다.
Figure imgf000017_0002
상기 화학식 5에서 R17 및 R18은 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 — CH2—가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C-, -CH=CH-, -CF20-, -0-， -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이며，
A10, A11 및 A12는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌， 페닐렌 및 할로겐으로 치환된 페닐렌 중 어느 하나이고 Z4 및 Z5는 각각 독립적으로 -C¾CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH20-, ᅳ 0CH2_, -CH2CF2-, -CHFCHF-, — CF2CH2—， -CH2CHF_, -CHFCH2-, -C2F4-, -C00-, -0C0-, -CF20— -OCF2- 또는 -0-이며，
r 및 v는 0 내지 1 사이의 정수이고， r + V는 1 또는 2이며，
s 및 w는 0 내지 2 사이의 정수이다. 상기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물로 하기 화학식 5ᅳ1 내지 5-4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 액정 화합물을 사용하여 높은 비저항을 유지하면서 액정 조성물의 투명점， 회전 점도， 굴절를 이방성 및 유전율 이방성 등을 용이하게 조절할 수 있다.
Figure imgf000018_0001
상기 화학식 5-1 내자 5-4에서， R17 및 R18은 화학식 5의 R17 및 R18과 같이 정의될 수 있다.
상기 액정 조성물은 액정 조성물의 목적하는 용도 및 효과를 고려하여 상기 화학식 2 내지 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 중 1 이상의 액정 화합물을 적절히 포함할 수 있다. 특히， 상기 액정 조성물은 액정 조성물의 다양한 제반 물성을 균형 있게 향상시키기 위하여 화학식 2 , 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 액정 화합물을 포함할 수 있다. 이때， 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 액정 화합물로 각각 1종 이상의 액정 화합물을 사용할 수 있다.
상기 액정 조성물은 액정 화합물 외에도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용하는 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로， 상기 액정 조성물은 산화 방지제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 산화 방지제로는 하기 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 산화 방지제 등을 예시할 수 있다.
Figure imgf000019_0001
상기 화학식 6 및 7에서， R19 및 R20은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나, 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -c¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록
-C≡Cᅳ， -CH=CH- , -CF20- , -0- , -COO- 또는 -0C0—로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A13는 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌 (tetrahydropyranylene) 또는 다이옥세이닐렌 (dioxanylene)이다.
또한， 상기 액정 조성물은 UV 안정제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한
UV 안정제로는 Hal s (Hindered amine l ight stabi l i zer ) 계열을 사용할 수 있다. 비제한적인 예로， 상기 UV 안정제로는 하기 화학식 8 내지 10으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 UV 안정제 등을 사용할 수 있다.
Figure imgf000019_0002
상기 화학식 8에서, R21은 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -C¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C- , -CH=CH- , -CF2으， - 0- , -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고， e는 1 내지 12의 정수이며，
[화학식 9]
Figure imgf000020_0001
상기 화학식 9에서， R22 및 R23은 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C―， -CH=CH-, -CF20-, -0-, -COO- 또는 -0C으로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
f는 0 내지 12의 정수이며,
Figure imgf000020_0002
상기 화학식 10에서 R24는 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CH=CH-, -CF20-, - 0-, -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
j는 0 내지 12의 정수이다.
상기 산화 방지제 및 /또는 UV 안정제는 전체 액정 조성물 증량에 대하여 약 1 내지 2,000ppm흑은 약 200내지 500ppm 정도로 사용될 수 있다.
상술한 액정 조성물은 낮은 회전 점도 하에서도 높은 음의 유전율 이방성 및 고굴절률 이방성을 나타내어， 특히 네가티브 액정 재료를 사용하는 VA(Virtical Alignment), MVA(Multidomain Virtical Alignment), PVA (Patterned Virtical Alignment), PS-VA( Polymer Stabilized Virtical Alignment) 또는 IPS( In-Plane Switching) 모드 등의 액정 표시 소자의 우수한 제반 성능을 유지하면서 고속 응답을 실현할 수 있을 것으로 기대된다. 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용， 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만， 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. 제조예 1 : 액정 화합물의 제조
상기 화학식 1-1의 액정 화합물은 다음과 같은 방법으로 제조되었다.
<제1단계 >
Figure imgf000021_0001
질소 기류 하에서 화합물 ( 1) 46.9g(0. 166mol )과 화합물 (2) 30.4g(0. 151mol )을 를루엔에 용해시켰다. 이후， 이 용액에 2M 농도의 포타슴카보네이트 수용액을 첨가하였다. 얻어진 흔합물을 60°C로 승온시킨 후， 상기 흔합물에 Pd(PPh3)4 8.70g(0.008mol )을 첨가하고， 밤새 환류시켰다. 이후, 얻어진 반응 용액을 넁각시키고， 반응 용액을 물 및 를루엔으로 희석한 후， 상을 분리시켜 유기층을 추출하였다. 이어서， 얻어진 유기층을 증류수로 세척하고, 마그네슴 설페이트로 건조시켰다. 그리고， nᅳ헵탄：에틸아세테이트 =10 : 1 용액으로 실리카겔 컬럼 상에서 용리하여 화합물 (3)을 수득하였다.
Figure imgf000021_0002
질소 기류 하에서 화합물 (3) 9.40g(0.030mol )을 무수테트라하이드로퓨란에 용해시켰다ᅳ 이 용액을 빙욕을 사용하여 -70°C로 냉각시킨 후， 이 용액에 2.5M 농도의 n-부틸리튬 18mL를 적하하였다. 얻어진 흔합물을 1 시간 동안 교반한 후, 화합물 (4) 4.20g(0.033mol )을 무수테트라하이드로퓨란에 용해시켜 상기 흔합물에 적하하였다. 다시 얻어진 흔합물을 1 시간 동안 교반한 후， 상온으로 승은하여 2 시간 동안 교반하였다. 반웅 용액에 암모늄 클로라이드 수용액을 붓고 다이에틸에테르로 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 증류수로 세척하고 마그네슴 설페이트로 건조시켰다. 그리고， n-헵탄:에틸아세테이트 =5 : 1 용액으로 실리카겔 컬럼 상에서 용리하여 화합물 (5)를 수득하였다.
Figure imgf000022_0001
화합물 (5) 6.40g(0.018mol)과 p-를루엔설폰산 0.30g(0.002mol )을 를루엔에 용해시켰다. 얻어지는 용액을 2 시간 동안 가열하여 생성되는 물을 제거하였다. 이어서， 반웅 용액을 상은으로 넁각한 후， 반웅 용액을 탄산수소나트륨 수용액 및 증류수로 세척하였다. 이후， 반응 용액으로부터 유기층을 분리하여 마그네슴 설페이트로 건조시켰다. 그리고， n- 헵탄:에틸아세테이트 =5:1 용액으로 실리카겔 컬럼 상에서 용리하여 화합물 (6)을 수득하였다.
Figure imgf000022_0002
화합물 (6) 4.20g(0.012mol)을 에탄올에 용해시킨 후， .얻어지는 용액에 10wt% Pd/C 1.75g을 첨가하였다. 이어서， 상기 용액에 상은에서 수소 가스 6 기압을 가해주고 상기 용액을 3 시간 동안 교반하였다. 이후， 얻어진 반응 용액을 여과하여 10wt% Pd/C을 제거한 후， 여과액으로부터 용매를 제거하였다. 그리고， 얻어진 용질을 에탄올에서 재결정하여 생성물 (7)을 수득하였다.
¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm)： 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.37 (d, 2H, Ar-H) , 7.36 (d, 2H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.09 (m, ..2H, 0-CH2-CH3) , 2.72 (m, H Ar-CH-(CH2)2), 1.86 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.61 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 0.99 (s, 6H C-CH3). 제조예 2: 액정 화합물의 제조
제조예 1에서 2, 3-디플루오로— 4-에톡시페닐 보로닉 에시드 대신 4- 부톡시 -2 ,3-디플루오로페닐 보로닉 에시드를 사용한 것을 제외하고， 제조예 1과 동일한 방법으로 하기 화학식 1ᅳ2의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1ᅳ2]
Figure imgf000023_0001
Ή證 (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.37 (d, 2H, Ar-H) , 7.36 (d, 2H, Ar-H) , 7.08 (d, lH,'Ar-H), 4.06 (m, 2H, 0-CH2-CH2), 2.72 (m, H Ar-CH-(CH2)2), 1.86 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2 ) , 1.61 (m 2H, CH2-CH2-CH), 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 0.99 (s, 6H, C-CH3), 0.90 (t, 3H, CH2-CH3) . 제조예 3: 액정 화합물의 제조
제조예 1에서 4-브로모 -4'-에록시 -2' ,3'ᅳ디플루오로 -1，1'-바이페닐 (3) 대신 1-브로모 -2,3-디플루오로 -4-에특시페닐을 사용한 것을 제외하고， .제조예
1과 동일한 방법으로 하기 화학식 1-3의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000023_0002
Ή NMR (S=€DC13, δ in ppm) ： 6.94 (d, 1H, Ar-H) , 6.66 (d, 1H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0-CH2-CH3) , 2.72 (m, H, Ar-CH-(CH2)2) , 1.86 (m, 2H, CH2-CH2- CH), 1.61 (m, 2H, CH2-CH2-CH), 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.39 (m, 2H, CH2- CH2-C), 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 0.99 (s, 6H, C-CH3) . 제조예 4: 액정 화합물의 제조
제조예 1에서 4-브로모 -4'-에록시 -2'ᅳ3'-디플루오로 -1,1'ᅳ바이페닐 (3) 대신 1-브로모 -4-부특시 -2 ,3-디플루오로페닐을 사용한 것을 제외하고， 제조예
1과 동일한 방법으로 하기 화학식 1-4의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000023_0003
¾ NMR (S=CDC13) δ in ppm) ： 6.94 (d, 1H, Ar-H) , 6.66 (d, 1H, Ar-H) ,
4.06 (m, 2H, 0-CH2-CH2), 2.72 (m, H, Ar-CH-(CH2)2) , 1.86 (m, 2H, CH2-CH2-
CH), 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2 ) , 1.61 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2- -ZK) 'm ᅳ " 2S-I '(HD-2H3-2H3 'RZ '">) Τ9Ί ' 'H2 '«0 9Ζ·ΐ '(Η3
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Z.0CT0/Sl0ZaM/X3d Ζ»80ΐ/9ΐΟΖ OAV 2H, CH2-CH2-CH3), 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 0.99 (s, 6Hᅳ C-CH3), 0.90 (t, 3H CH2-CH3) . 제조예 9: 액정 화합물의 제조
다.
Figure imgf000026_0001
상기 제조예 1의 계 1단계에서 1ᅳ브로모 -4—아이오도벤젠 (1) 대신 4- 브로모페놀을 사용하여 화합물. (9)를 제조하였다. 그리고， 상기 화합물 (9) 11.00g(0.054mol)을， 화합물 (8) 10.00g(0.049mol )과 포타슘 카보네이트 20.21g(0.146mol)과 함께 디메틸포름아마이드에 용해시켰다. ᅵ 상기에서 얻어진 흔합물을 80°C에서 4 시간 동안 교반한 후, 상온으로 냉각하였다.
이후， 반웅 용액에 증류수를 붓고， 다이에틸에테르를 이용하여 유기층을 추출하였다. 추출한 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조시키고， n-헵탄 용액으로 실리카겔 컬럼 상에서 용리하여 화학식 1-9의 액정 화합물 (10)을 수득하였다.
¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.68 (d, 2H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) ,
7.08 (d, 1H, Ar-H) , 7.05 (d, 2H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0-CH2-CH3), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.52 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.39 (ra, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3), 1.27 (m 2H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3) . 제조예 10: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 2'，3'-디플루오로 -4'-에록시 -[1，1'-바이페닐] -4ᅳ을 (9) 대신 4'-부특시ᅳ 2'，3'-디플루오로 -[1，1'ᅳ바이페닐] -4-을을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-10의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-10]
Figure imgf000026_0002
Ή 賺 (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.68 (d, 2H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 7.05 (d, 2H, Ar-H) , 4.06 (m, 2H, 0-CH2-CH2), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2) , 1.52 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3 ) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.27 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3), 0.90 (t, 3H, CH2-CH3). 제조예 11: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸 -4,4-디메틸-사이클로핵산 (8) 대신 4- 브로모메틸— 4'，4'-디메틸 -1，1'-바이사이클로핵산을 사용하고, 2'，3'-디플루오로- 4'ᅳ에톡시 -[1ᅳ 1'ᅳ바이페닐] -4-올 (9) 대신 2， 3-디플루오로ᅳ 4-에록시페놀을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-11의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000027_0001
Ή NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 6.63 (d, 2H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0-CH2
CH3), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.52 (m, 6H, CH2- CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.42 (m, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 1.27 (tn, 6H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3). 제조예 12: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸ᅳ 4,4-디메틸-사이클로핵산 (8) 대신 4- 브로모메틸 -4'，4'-디메틸— 1，1'-바이사이클로핵산을 사용하고， 2'，3'-디플루오로— 4'-에톡시ᅳ[1，1'-바이페닐 ]ᅳ4-을 (9) 대신 4-부톡시ᅳ2， 3-디플루오로페놀을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-12의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-12]
Figure imgf000027_0002
Ή匿 R (S=CDC13( δ in ppm) ： 6.63 (d, 2H, Ar-H), 4.06 (m, 2H, 0-CH2- CH2), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH), 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.76 On, 2H, CH2- CH2-CH2), 1.52 (m, 6H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3), 1.42 (m, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.27 (m 6H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3), 0.90 (t, 3H, CH2-CH3) . 제조예 13: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 2'，3'-디플루오로 -4'-에톡시 -[1，1'-바이페닐] -4-올 (9) 대신 .2'，3，3'—트리플루오로 -4'-에톡시 -[1，1'-바이페닐] -4-올을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-13의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-13]
Figure imgf000028_0001
¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.45 (d, 1H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.41 (d, 1H, Ar-H) , 7.31 (d, 1H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0- CH2-CH3) , 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH), 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.52 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 1.27 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3) . 제조예 14: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 2' ,3'ᅳ디플루오로 -4'-에톡시 -[1，1'—바이페닐]— 4-올 (9) 대신 4'-부특시ᅳ 2'，3，3'ᅳ트리플루오로 -[1，1'-바이페닐 ]ᅳ4ᅳ을을 사용한 것을 제외하고, 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1ᅳ14의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-14]
Figure imgf000028_0002
¾ 醒 R (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.45 (d, 1H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.41 (d, 1H, Ar-H) , 7.31 (d, 1H, Ar-H), 7.08 (d, 1H, Ar-H), 4.06 (m, 2H, 0_ CH2-CH2), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2), 1.52 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3), 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.27 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3), 0.90 (t, 3H, CH2-CH3) . 제조예 15: 액정 화합물의 제조
제조예 1에서 4,4-디메틸-사이클로핵사논 (4) 대신 4'，4'-디메틸ᅳ [1，1'ᅳ 바이사이클로핵실]ᅳ 4ᅳ온을 사용한 것을 제외하고， 제조예 1과 동일한 방법으로 하기 화학식 1ᅳ 15의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000029_0001
:H NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.37 (d, 2H, Ar-H) , 7.36 (d, ,2H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0-CH2-CH3) , 2.72 (m, H Ar-CH-(CH2)2), 1.86 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.61 (m, 2H, CH2-CH2-CH), 1.52 (m, 4H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.42 On, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 1.27 Cm, 4H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3). 제조예 16: 액정 화합물의 제조
제조예 1에서 2 ,3-디플루오로 -4-에톡시페닐 보로닉 에시드 (2) 대신 4- 부록시 -2, 3-디폴루오로페닐 보로닉 에시드를 사용하고， 4 ,4-디메틸- 사이클로핵사논 (4) 대신 4' ,4'ᅳ디메틸ᅳ [1，1'—바이사이클로핵실] -4-온을 사용한 것을 제외하고， 제조예 1과 동일한 방법으로 하기 화학식 1-16의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000029_0002
Ή 讓 (S=CDCI3, δ in ppm) ： 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.37 (d, 2H, Ar-H) , 7.36 (d, 2H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.06 (m, 2H, 0-CH2-CH2) , 2.72 (m, H O
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HH,,,) () CCsHCH P9H CC3.2296I—- MHH,,, ,,, ,, ,( ( ) o))) (C CC3. CHC. CHCt 3HH 12nCH39mH22.3227222121-—--- HSQi ,, ,,,, ,, ,) () ( ( )C CCC C.HC.5mH CHCH.9mHH2214mH22H 1421422222------ H,,,, ,,,., ) (§ (()) (C.CCH6.m H ArH.8mH CH211mH7222162222I---- HHip,,,,,,,,, , , ) ( ( () (d.d.r.0m 0 7.3 AH Ar8dH A 49H41H! 71417012——1- iiH , ,, ,) ()d그3H Ar 41 Ar- 5 5〕711-
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H,,, ,,,,,) ( () ( CC).m.s 6H cc.tH3.H CHCCH 0990903H2 12724I--- iHQ,,, ,,,,,) (()) ()C C. C CH3.mHHCH39mHHC 2H2CH222221222142--.--- HHH,,,, ,,, , ()) () ( CC. CCC. CHCC.HHCmHH2H9mH5m 222H 152421422241------ gH,, ,,, ,,) ( )()) ( (CcC.H CCH.H CCCH ArH86mH76mH.m21222122226121-—---- ¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.44 (d, 1H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.34 (d, 1H, Ar-H) , 7.14 (d, 1H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.06 (m, 2H, 0- CH2-CH2), 2.72 (m, H, Ar-CH-(CH2)2) , 1.86 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2), 1.61 (m, 2H, CH2-CH2-CH) , 1.52 (m, 4H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3) , 1.42 (m, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.27 (m, 4H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3) , 0.90 (t, 3H, CH2-CH3). 제조예 19: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸 -4,4-디메틸-사이클로핵산 (8) 대신 4- 브로모메틸 -4' '，4' '-디메틸ᅳ 1，1' :4' ,1' 터사이클로핵산을 사용하고， 2'，3'- 디플루오로 -4'-에톡시 -[1，1'_바이페닐] -4-올 (9) 대신 2,3-디플루오로 -4- 에특시페놀을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-19의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000031_0001
¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 6.63 (d, 2H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0-CH2- CH3), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH), 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.52 (m, 10H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.42 (m, 4H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 1.27 (m, 10H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3) . 제조예 20:· 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸ᅳ 4， 4-디메틸-사이클로핵산
브로모메틸 -4' '，4' '-디메틸 -1,1' :4' ,1' '-터사이클로핵산을 사용하고， 2'，3'- 디플루오로 -4'-에톡시 -[1，1'-바이페닐] -4-올' (9) 대신 4-부톡시 -2，3- 디플루오로페놀을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-20의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-20]
Figure imgf000032_0001
Ή NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 6.63 (d, 2H, Ar-H) , 4.06 (m, 2H, 0-CH2- CH2), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH), 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.76 (m, 2H, CH2- CH2-CH2), 1.52 (m, 10H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3), 1.42 (m, 4H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.27 (m 10H, CH2-CH2-CH), 0.99 (s, 6H, C-CH3), 0.90 (t, 3H, CH2-CH3) . 제조예 21: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸ᅳ 4, 4-디메틸-사이클로핵산 (8) 대신 4ᅳ 브로모메틸 -4'，4'-디메틸 -1,1'—바이사이클로핵산을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-21의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-21]
Figure imgf000032_0002
Ή NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.68 (d, 2H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 7.05 (d, 2H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0-CH2-CH3) , 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, Hᅳ CH2-CH-(CH2)2) , 1.52 (m, 6H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.42 (m, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 1.27 (m, 6H, CH2-CH2-CH) , 0.99 (s, 6H, C-CH3). 제조예 22: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸 -4,4-디메틸-사이클로핵산 (8) 대신에 4- 브로모메틸 -4'，4'-디메틸ᅳ1，1'-바이사이클로핵산을 사용하고， 2' , 3'-디플루오로- 41-에톡시 -[1，1'-바이페닐 ]ᅳ4-을 (9) 대신 41-부록시 -2' ,3'ᅳ디플루오로 -[1，1'- 바이페닐] -4-을을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-22의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-22]
Figure imgf000032_0003
¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.68 (d, 2H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 7.05 (d, 2H, Ar-H) , 4.06 (m, 2H, 0-CH2-CH2) , 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2) , 1.52 (m, 6H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3) , 1.42 (m, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.27 (m, 6H, CH2-CH2- CH), 0.99 (s, 6H, C-CH3) , 0.90 (t, 3H, CH2-CH3) . 제조예 23: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸ᅳ 4, 4-디메틸-사이클로핵산 (8) 대신 4- 브로모메틸 -4'，4'-디메틸 -1，1'-바이사이클로핵산을 사용하고， 2'，3'ᅳ디플루오로- 4'ᅳ에록시 바이페닐] -4-을 (9) 대신 2'，3，3'-트리플루오로 -4'-에록시ᅳ [1,1'ᅳ바이페닐]ᅳ 4-올을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-23의 액정 화합물을 제조하였다.
Figure imgf000033_0001
Ή賺 (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.45 (d, 1H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.41 (d, 1H, Ar-H), 7.31 (d, 1H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.09 (m, 2H, 0- CH2-CH3), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.52 (m, 6H, CH2-CH2-CH) , 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.42 (m, 2H, CH2-CH~(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.32 (t, 3H, CH2-CH3) , 1-27 (m, 6H, CH2-CH2-CH), 0.99 (s, 6H, C-CH3) . . 제조예 24: 액정 화합물의 제조
제조예 9에서 1-브로모메틸 -4,4ᅳ디메틸-사이클로핵산
브로모메틸 -4'，4'ᅳ디메틸ᅳ 1，1'-바이사이클로핵산을 사용하고, 2'，3'_디플루오로ᅳ 4'ᅳ에록시— [1，1'-바이페닐] -4-을 (9) 대신 4'-부특시 -2'，3，3'ᅳ트리플루오로- [1，1'—바이페닐] -4-을을 사용한 것을 제외하고， 제조예 9와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-24의 액정 화합물을 제조하였다.
[화학식 1-24]
Figure imgf000034_0001
¾ NMR (S=CDC13, δ in ppm) ： 7.45 (d, 1H, Ar-H) , 7.43 (d, 1H, Ar-H) , 7.41 (d, 1H, Ar-H) , 7.31 (d, 1H, Ar-H) , 7.08 (d, 1H, Ar-H) , 4.06 (m, 2H, 0- CH2-CH2), 3.90 (d, 2H, 0-CH2-CH) , 1.94 (m, H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.76 (m, 2H, CH2-CH2-CH2), 1.52 (m, 6H, CH2-CH2-CH), 1.49 (m, 2H, CH2-CH2-C), 1.45 (m, 2H, CH2-CH2-CH3), 1.42 (m, 2H, CH2-CH-(CH2)2) , 1.39 (m, 2H, CH2-CH2-C) , 1.27 (m, 6H, CH2-CH2-CH), 0.99 (s, 6H, C-CH3), 0.90 (t, 3H, CH2-CH3) . 시험예 l: 액정 화합물의 물성 평가
하기 기재된 방법으로 측정된 제조예 1 및 2에서 제조한 액정 화합물의 물성과 기존의 액정 화합물의 물성을 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 액정 화합물의 코드를 표시하였으며， 코드의 의미는 표 2에 나타내었다. 구체적으로 액정 화합물의 물성은, 물성을 측정하고자 하는 액정 화합물 10 중량 %와 모액정 90 중량 %를 흔합하여 제조한 시료의 측정값을 하기 식 1에 대입하여 얻은 외삽값으로 규정하였다. 이때， 상기 모액정으로는 굴절률 이방성 [Δη]이 0.11이고， 유전율 이방성 [Δε ]이 -3.4이며， 회전점도 [γ 가 130 mPa · s인 것을 사용하였다.
[식 1]
외삽값 = [모액정의 측정값] + [{ (시료의 측정값) - (모액정의 측정값) }
I (액정 화합물의 중량 %) X100]
(1) 액정 화합물의 굴절률 이방성 [Δη]은 20°C에서 589nm 파장의 광을 사용하여 접안경에 편광판을 장착한 아베 굴절계로 측정하였다. 주프리즘의 표면을 한 방향으로 러빙한 후， 시료를 주프리즘에 적하하였다. 이후， 편광의 방향이 러빙의 방향과 평행할 때의 굴절를 (n il )과 편광의 방향이 러빙의 방향과 수직일 때의 굴절률 (n丄)을 측정하였다. 그리고， 상기 굴절률 값을 식 2에 대입하여 굴절률 이방성 (Δη)을 측정하였다. .
[식 2] Δη = n I! ᅳ n丄
(2) 액정 화합물의 유전율 이방성 [Δ ε ]은 하기와 같이 측정된 ε I！ 및 ε 丄를 식 3에 대입하여 계산하였다.
[식 3]
Δ ε = ε. I！ - ε 丄
① 유전율 ε II 의 측정： 2 장의 유리 기판의 ΙΤ0 패턴이 형성된 면에 수직 배향제를 도포하여 수직 배향막을 형성하였다. 이어서, 수직 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격 (셀 갭 )이 4 가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고， 이 소자에 시료를 주입하고， 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후， Agi lent에서 제조한 4294A 장비에 사용하여， 이 소자의 20°C에서 유전율 ε II 을 측정하였다.
'
② 유전율 ε 丄 의 측정: 2 장의 유리 기판의 ΙΤ0 패턴이 형성된 면에 수평 배향제를 도포하여 수평 배향막을 형성하였다. 이어서， 수평 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격 (샐 갭)이 4i 가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후. 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고， 이 소자에 시료를 주입하고， 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후, Agi lent에서 제조한 4294A 장비에 사용하여, 이 소자의 20°C에서 유전율 ε 丄 을 측정하였다.
(3) 액정 화합물의 회전점도 [ ^ ^를 측정하기 위하여， 다음과 같은 방법으로 소자를 제조하였다. 2 장의 유리 기판의 ΙΤ0 패턴이 형성된 면에 수직 배향제를 도포하여 수직 배향막을 형성하였다. 이어서， 수직 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격 (셀 갭 )이 50/zm가 되도록 2 장의 유리 기판 증 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고， 이 소자에 시료를 주입하고， 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후, ESPEC Corp .에서 제조한 온도 control ler (Model SU- 241 )를 장착한 Toyo Corp .의 Mode l 6254 장비를 사용하여， 이 소자의 20°C에서 회전 점도를 측정하였다.
(4) 액정 화합물의 Tm은 편광 현미경을 장치한 융점 측정 장치의 핫 플레이트에 액정 화합물을 놓고, 3°C /분의 속도로 가열하여 액정 화합물의 일부가 결정상에서 액정상 또는 등방성 액체로 변화했을 때의 온도를 관찰하여 측정하였다.
【표 1】
Figure imgf000036_0002
【표 2】
기호 구조
A
B 주시그훈 D
ό "口— Η
S
F
Figure imgf000036_0001
야 s.다ᄀ후
Γᅳ百 n
(알킬기의 탄소수로 알킬기를 간략하게 표현)
Figure imgf000037_0001
상기 표 1을 참조하면， 본 발명의 화학식 1에 따른 액정 화합물은 기존 액정 화합물 대비 동등한 수준의 고굴절률 및 고유전율을 나타내면서 현저하게 낮아진 점도를 보이는 것이 확인된다. 이에 따라， 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 화합물은 매우 빠른 웅답 속도를 보이는 액정 표시 소자를 제공할 것으로 기대된다. 실시예 및 비교예: 액정 조성물의 제조
하기 표 3과 같은 조성을 이용하여 실시예 및 비교예에 따른 액정 조성물을 제조하였다. 표 3에서 액정 화합물은 코드로 표시하였으며， 코드의 의미는 상기 표 2에 기재되어 있다.
【표 3】
Figure imgf000037_0002
제 2성분 BB-3.V 26.6 26.6 26.6 26. 1
BBA-3. 1 4.5 4.5 4.5 4.2 제 3성분
AFA-2.3 4.9 4.9 4.9 4.8
AF-3.02 6.4 6.4 6.4 6.3
BF-3.02 7.0 7.0 7.0 6.9
BF-5.02 11.0 11.0 11.0 10.8
BAF-2.02 7.7 7.7 7.6
BAF-3.02 ' 7.2 7.2 7. 1 제 4성분
BAF-3.03 2.6 2.6 2.6
BBF-2. 1 5.5 5.5 5.5 5.4
BBF-4.02 8.2 8.2
BBF-V.02 5. 1 5. 1 5. 1
BBF-U1.02 3.3 3.3 3.2
(단위 : 중량 %) 시험예 2 : 액정 조성물의 물성 평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 액정 조성물을 다음과 같은 방법으로 평가하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
(1) 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 액정 조성물의 굴절률 이방성 [Δη]은 20°C에서 589nm 파장의 광을 사용하여 접안경에 편광판을 장착한 아베 굴절계로 측정하였다. 주프리즘의 표면을 한 방향으로 러빙한 후, 액정 조성물을 주프리즘에 적하하였다. 이후， 편광의 방향이 러빙의 방향과 평행할 때의 굴절를 (n il )과 편광의 방향이 러빙의 방향과 수직일 때의 굴절률 (n丄)을 측정하였다. 그리고， 상기 굴절를 값을 식 2에 대입하여 굴절률 이방성 ( Δη)을 측정하였다.
[식 2]
Δη = η II - η丄 (2) 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 액정 조성물의 유전율 이방성 [ Δ ε ]은 하기와 같이 측정된 ε II 및 ε丄를 식 3에 대입하여 계산하였다.
[식 3]
ᅀ ε = ε II - ε 丄
① 유전율 ε II 의 측정： 2 장의 유리 기판의 ΙΤ0 패턴이 형성된 면에 수직 배향제를 도포하여 수직 배향막을 형성하였다. 이어서, 수직 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격 (셀 갭)이 4 가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고， 이 소자에 액정 조성물을 주입하고， 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후， Agi lent에서 제조한 4294A 장비에 사용하여， 이 소자의 20°C에서 유전율 ε II 을 측정하였다.
② 유전율 ε丄의 측정: 2 장의 유리 기판의 ΙΊΌ 패턴이 형성된 면에 수평 배향제를 도포하여 수평 배향막을 형성하였다. 이어서， 수평 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격 (셀 갭 )이 4 가 되도톡 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고, 이 소자에 액정 조성물을 주입하고， 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후， Agi l ent에서 제조한 4294A 장비에 사용하여， 이 소자의 20°C에서 유전율 ε丄을 측정하였다.
(3) 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 액정 조성물의 회전 점도 [ Y l]를 측정하기 위하여, 다음과 같은 방법으로 소자를 제조하였다. 2 장의 유리 기판의 ΙΤ0 패턴이 형성된 면에 수직 배향제를 도포하여 수직 배향막을 형성하였다. 이어서， 수직 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격 (셀 갭)이 50卿가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그라고， 이 소자에 액정 조성물을 주입하고， 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후, ESPEC Corp .에서 제조한 온도 control ler (Model SU-241)를 장착한 Toyo Corp .의 Model 6254 장비를 사용하여， 이 소자의 20°C에서 회전 점도를 측정하였다. 【표 4]
Figure imgf000040_0001
상기 표 4를 참조하면， 실시예 1 내지 3의 경우 비교예 1과 동등한 수준의 굴절를 이방성 및 유전율 이방성을 나타내면서 현저히 낮아진 회전점도를 나타냄이 확인된다. 따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 화학식 1의 액정 화합물을 사용하면， 양호한 굴절를 이방성 및 유전율 이방성과 함께 매우 낮은 회전 점도를 가지는 액정 조성물을 제공할 수 있어 액정 표시 소자의 웅답 시간을 현저하게 향상시킬 수 있음이 확인된다.

Claims

【청구범위】 【청구항 1】 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물:
[화학식 1]
Figure imgf000041_0001
상기 화학식 1에서
R1은 수소, 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 - 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -c¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C-, -CH=CH-, -CF20-, -0-, -C00-, -0C0- 또는 -οω-ο-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 Η가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
Α1 및 Α2는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 페닐렌， 테트라하이드로피라닐렌， 다이옥세이닐렌， 사이클로핵세닐렌， 1,4- 바이사이클로 [2.2.2]옥틸렌， 피리디닐렌, 나프틸렌, 테트라하이드로나프틸렌 또는 데카리닐렌 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 Η가 할로겐으로 대체된 라디칼이고,
Ζ1, Ζ2 및 Ζ3는 각각 독립적으로 단일 결합， -CH2CH2-, -CH=CHᅳ， -C≡C_, - CH20-, -OCH2-, -CH2CF2-, -CHFCHF-, -CF2CH2-, -C¾CHF―， -CHFCH2-, -C2F4-, -COO—, -0C0-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -0-이며，
L1 및 L2는 각각 독립적으로， 수소， 할로겐， 트리플루오로메틸 또는 시아노 라디칼이고，
n 및 m은 각각 독립적으로 0, 1 또는 2이다.
【청구항 2]
제 1 항에 있어서， R1은 탄소수 1 내지 5의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼인 액정 화합물.
【청구항 3】 제 1 항에 있어서， A1 및 A2는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 페닐렌 및 할로겐으로 치환된 페닐렌 중 어느 하나의 라디칼인 액정 화합물.
【청구항 4]
제 1 항에 있어서， L1 및 L2는 각각 독립적으로 할로겐 및 트리플루오로메틸 중 어느 하나인 액정 화합물.
【청구항 5】 .
제 1 항에 있어서, Z1 , Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 단일 결합， — C¾0- 또는 ᅳ 0CH2-인 액정 화합물 .
【청구항 6】
제 1 항에 있어서, 20 °C에서의 유전율 이방성이 ᅳ 3 내지 -7이며， 20 °C에서의 회전 점도가 100 내지 220 mPaᅳ s인 액정 화합물.
【청구항 7】
제 1 항에 따른 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 1종 이상 포함하는 액정 조성물.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서， 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 조성물 전체 중량 대비 5 내지 60 중량 %로 포함되는 액정 조성물.
【청구항 9】
제 7 항에 있어서， 하기 화학식 2 내지 5로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 추가로 포함하는 액정 조성물:
[화학식 2]
Rn-A3-A4-R12
상기 화학식 2에서, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -C¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C- , — CH=CH―， -CF20- , -0-， -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A3 및 A4는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 또는 페닐렌이며，
[화학식 3]
R13_A5_ (A6 ) p_A7_R14 상기 화학식 3에서， R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C -， -CH=CH- , -CF2O- , -0-， -C00- 또는 -0C으로 치환되거나 또는 상기 라디칼 증 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A5 및 A7은 각각 독립적으로 사이클로핵실렌 또는 페닐렌이며，
A6은 사이클로핵실렌， 페닐렌 또는 할로겐으로 치환된 페닐렌이고， p는 1 또는 2의 정수이며，
Figure imgf000043_0001
상기 화학식 4에서, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C- , -CH=CH- , -CF2O- , -0-， -C00- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
A8 및 A9는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌， 페닐렌 또는 할로겐으로 치환된 페닐렌이며，
q는 0 내지 2 사이의 정수이고,
Figure imgf000043_0002
화학식 5에서 R17 및 R18은 각각 독립적으로 수소， 탄소수 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 ᅳ CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 ᅳ C≡C-, -CH=CH-, -CF20-, -0-， -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이며,
A10, A11 및 A12는 각각 독립적으로 사이클로핵실렌ᅳ 테트라하이드로피라닐렌， 페닐렌 및 할로겐으로 치환된 페닐렌 중 어느 하나이고
Z4 및 Z5는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-( -C≡C-, -CH20-, -0CH2-, -CH2CF2-, -CHFCHF-, -CF2CH2-, -CH2CHF-( -CHFCH2-, -C2F4-, -C00-, -0C0-, -CF20- -OCF2- 또는 -0—이며，
r 및 v는 0 내지 1 사이의 정수이고, r + V는 1 또는 2이고，
s 및 w는 0 내지 2 사이의 정수이다.
【청구항 10】
제 7 항에 있어서， 하기 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 산화 방지제를 추가로 포함하는 액정 조성물:
Figure imgf000044_0001
상기 화학식 6 및 7에서， R19 및 R20은 각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 흑은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -c¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도특 -C≡C-, -CH=CH-, -CF2O-, ᅳ0-， -C00- 또는 -0C0—로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고， A13는 사이클로핵실렌， 테트라하이드로피라닐렌 또는 다이옥세이닐렌이다. 【청구항 11】
제 7 항에 있어서， 하기 화학식 8 내지 10으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 UV 안정제를 추가로 포함하는 액정 조성물:
Figure imgf000045_0001
상기 화학식 8에서, R21은 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 ᅳ C¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡C- , -CH=CH- , -CF20- , - 0- , -COO- 또는 -0C으로 치환되거나 또는 상기 라디칼 증 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
e는 1 내지 12의 정수이며，
Figure imgf000045_0002
각각 독립적으로 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나, 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -CH2-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 - C≡C- , -CH=CH- , -CF20- , -0-， -C00- 또는 -0C으로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고,
f는 0 내지 12의 정수이며，
Figure imgf000045_0003
상기 화학식 10에서 R24는 수소， 탄소수 1 내지 15의 알킬 및 탄소수 1 내지 15의 알콕시 중 어느 하나의 라디칼이거나， 혹은 상기 라디칼 중 하나 이상의 -C¾-가 산소 원자들이 직접 연결되지 않도록 -C≡Cᅳ， -CH=CH-, -CF20~, - 0-, -COO- 또는 -0C0-로 치환되거나 또는 상기 라디칼 중 하나 이상의 H가 할로겐으로 대체된 라디칼이고，
j는 0 내지 12의 정수이다.
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