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KR20100117030A - 액정 디스플레이 - Google Patents

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KR20100117030A
KR20100117030A KR1020100036728A KR20100036728A KR20100117030A KR 20100117030 A KR20100117030 A KR 20100117030A KR 1020100036728 A KR1020100036728 A KR 1020100036728A KR 20100036728 A KR20100036728 A KR 20100036728A KR 20100117030 A KR20100117030 A KR 20100117030A
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아킴 고에츠
멜라니 클라센-멤머
스테판 데로우
사비네 쇼엔
피터 베스트
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메르크 파텐트 게엠베하
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Publication date
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Abstract

본 발명은 PS(중합체 안정화) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 액정(LC) 디스플레이에 사용되는 LC 매질에 관한 것이다.

Description

액정 디스플레이{LIQUID-CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 PS(중합체-안정화) 또는 PSA(중합체-지속된 정렬) 유형의 액정(LC) 디스플레이에 사용되는 LC 매질에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 액정 디스플레이(LC 디스플레이)는 일반적으로 TN(비틀린 네마틱) 유형의 디스플레이이다. 그러나, 이러한 디스플레이는 콘트라스트(contrast)의 시야각 의존성이 강하다는 단점을 갖는다.
또한, 광범위한 시야각을 갖는 소위 VA(수직 정렬) 디스플레이도 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀(cell)은 2개의 투명 전극 사이에 일반적으로 음(-) 값의 유전(DC) 이방성을 갖는 LC 매질의 층을 함유한다. 스위치-오프(switched-off) 상태에서, LC 층의 분자는 전극 표면에 대하여 직각으로 정렬(호메오트로픽(homeotropically))되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 전극 표면에 평행하게 재정렬된다.
또한, 복굴절 효과를 기반으로 한, 소위 "벤드(bend)" 정렬 및 일반적으로 양성(DC) 이방성을 갖는 LC 층을 갖는 OCB(광학 보상 벤드) 디스플레이가 공지되어 있다. 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 전극 표면에 수직으로 재정렬된다. 또한, OCB 디스플레이는 통상적으로 어두운 상태에서 벤드 셀의 원치않는 투광성을 방지하기 위하여 하나 이상의 복굴절성 광학 지연 필름을 함유한다. OCB 디스플레이는 TN 디스플레이보다 더 광범위한 시야각 및 더 짧은 응답 시간을 갖는다.
2개의 기판(이들 2개의 기판 중 단 하나만이 전극 층을 갖는다) 사이에 LC 층을 함유한, 일반적으로는 빗-형상의 구조를 가진 IPS(평면 스위칭) 디스플레이도 또한 공지되어 있다. 전압을 인가하였을 때, LC 층에 평행한 주 성분을 갖는 전기장이 생성된다. 이는 층 평면에서 LC 분자의 재정렬을 유발한다. 또한, 유사하게 동일한 기판상에 2개의 전극을 함유하지만, IPS 디스플레이와는 달리 이들 중 단 하나만이 구조화된 (빗-형상의) 전극이고 다른 하나의 전극은 구조화되지 않은 형태의, 소위 FFS(프린지 필드 스위칭) 디스플레이도 제안되었다(특히, 문헌[S.H.Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028] 참조). 이에 의해, 소위 강한 "프린지 필드(fringe field)", 즉 전극의 엣지 부분에 가까운 강한 전기장 및 셀 전체에 걸쳐 강한 수직 성분과 강한 수평 성분을 모두 갖는 전기장이 생성된다. IPS 디스플레이 및 FFS 디스플레이 모두 콘트라스트의 낮은 시야각 의존성을 갖는다.
보다 최근 유형의 VA 디스플레이의 경우, LC 분자의 균일한 정렬이 LC 셀 내의 다수의 비교적 작은 도메인으로 제한된다. 또한, 틸트 도메인(tilt domain)으로도 알려진 이들 도메인 사이에 회위(disclination)가 존재할 수 있다. 틸트 도메인을 갖는 VA 디스플레이는 종래의 VA 디스플레이와 비교하였을 때 콘트라스트 및 회색 음영의 더 큰 시야각 의존성을 갖는다. 또한, 스위치-온 상태(switched-on state)에서 분자의 균일한 정렬을 위한, 예를 들면 러빙(rubbing)과 같은 전극 표면의 추가 처리가 더 이상 필요하지 않기 때문에 이러한 유형의 디스플레이는 간단하게 제조될 수 있다. 대신에, 전극의 특이한 디자인에 의해 틸트 또는 프리틸트 각도의 우선적인 방향이 제어된다. 소위 MVA(다중도메인 수직 정렬) 디스플레이의 경우, 이는 일반적으로 국부적인 프리틸트를 야기시키는 돌출부를 갖는 전극에 의해 달성된다. 그 결과, LC 분자는 전압의 인가에 의해 상이하게 한정된 셀 영역 내에서 상이한 방향으로 전극 표면에 평행하게 정렬된다. 이에 의해 "제어된" 스위칭이 달성되며, 방해 회위 라인(interfering disclination line)의 형성이 방지된다. 이러한 배열은 디스플레이의 시야각을 개선시키지만, 그 투광성은 감소시킨다. MVA의 추가적인 개선은 단지 하나의 전극 면 상에서만 돌출부를 사용하는 반면, 반대 전극은 슬릿(slit)을 가짐으로써 투광성을 개선시킨다. 슬릿을 가진 전극은 전압의 인가에 의해 LC 셀 내에 불균일한 전기장을 발생시키며, 이는 여전히 제어된 스위칭이 달성되고 있음을 의미한다. 슬릿과 돌출부 사이의 간격을 늘려 투광성을 더욱 개선할 수 있지만, 이는 실제로 응답 시간을 연장시키는 결과로 된다. 소위 PVA(패턴화된 VA)의 경우, 2개의 전극 모두를 반대 면 상에 슬릿에 의해 구조화함으로써 콘트라스트가 증가하고 투광성이 개선되지만, 이는 기술적으로 어렵고 디스플레이가 기계적 영향(탭핑(tapping) 등)에 더 민감하게 된다는 점에서 돌출부는 완전히 불필요하게 된다. 그러나, 예를 들면 모니터, 특히 TV 스크린과 같은 많은 용도의 경우, 디스플레이의 응답 시간 단축 및 콘트라스트 및 휘도(투과) 개선이 요구된다.
PSA(중합체-지속된 정렬)로도 알려진 소위 PS(중합체-안정화된) 디스플레이가 추가로 개발되었다. 이들의 경우, 소량(예컨대, 0.3중량%, 전형적으로는 1중량% 미만)의 중합가능한 화합물이 LC 매질에 첨가되고, LC 셀로 도입된 후에, 일반적으로 전극들 사이에 전기 전압을 인가하여 UV 광중합시킴으로써 동일계에서 중합되거나 가교결합된다. 또한, "반응성 메소젠(RM)"으로도 알려진 중합가능한 메소제닉 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 입증되었다.
한편, 상기 PSA 원리는 다양한 종래의 LC 디스플레이에 사용되고 있다. 예를 들면, PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS/FFS 및 PS-TN 디스플레이가 알려져 있다. 중합가능한 화합물(들)의 중합은 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우 바람직하게는 전압의 인가에 의해 발생하지만, PSA-IPS 디스플레이의 경우에는 전압의 인가에 의해 또는 인가 없이, 바람직하게는 인가 없이 발생한다. 테스트 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PSA 방법은 셀 내에 프리틸트를 생성시킨다. 따라서, PSA-OCB 디스플레이의 경우, 오프셋(offset) 전압이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조를 안정화시킬 수 있다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 이러한 프리틸트는 응답 시간에 긍정적인 영향을 준다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 그 외에도, 예를 들면 단지 하나의 구조화된 전극 면만을 갖고 돌출부를 전혀 갖지 않도록 조작함으로써 생산을 상당히 단순화시키는 동시에 매우 양호한 콘트라스트 및 매우 양호한 투광성을 얻을 수 있다.
PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면 JP 10-036847 A, EP 1 170 626 A2, EP 1 378 557 A1, EP 1 498 468 A1, US 2004/0191428 A1, US 2006/0066793 A1 및 US 2006/0103804 A1에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면 문헌[T. -J-. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704] 및 문헌[S. H. Kim, L. -C-. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PS-IPS 디스플레이는, 예를 들면 US 6,177,972 및 문헌[Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PS-TN 디스플레이는, 예를 들면 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다.
상기 기술된 종래의 LC 디스플레이와 유사하게, PSA 디스플레이는 능동형-매트릭스 또는 수동형-매트릭스 디스플레이로서 작동될 수 있다. 능동형-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별적인 픽셀들은 일반적으로 예를 들면 트랜지스터(예컨대, 박막 트랜지스터, "TFT")와 같은 집적된 비-선형 능동 요소들을 통해 어드레싱되고, 수동형-매트릭스 디스플레이의 경우, 이들은 일반적으로 종래기술에 공지되어 있는 다중화 방식으로 어드레싱된다.
구체적으로, 모니터, 특히 TV 용도의 경우, LC 디스플레이의 응답 시간뿐만 아니라 콘트라스트 및 휘도(또한 투과)의 최적화가 여전히 요구된다. 여기서는 PSA 방법이 결정적인 이점을 제공할 수 있다. 특히 PSA-VA의 경우, 테스트 셀 내에서 측정가능한 프리틸트와 서로 관련이 있는 응답 시간의 단축은 다른 파라미터에 큰 악영향을 미치지 않고도 달성될 수 있다.
그러나, 종래 기술에 공지된 LC 혼합물 및 RM은 PSA 디스플레이에서 사용하는 경우 여전히 몇몇 단점을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 목적하는 이용가능한 모드 RM이 PSA 디스플레이에 적합한 것은 아니며, 프리틸트 측정에 의한 직접적 PSA 실험보다 더 적합한 선택 기준을 확인하는 것은 종종 어렵다. 특정 용도에 이로울 수 있는 광개시제의 첨가 없이 UV 광선에 의한 중합이 바람직한 경우라면 선택의 여지는 훨씬 더 작아진다. 또한, LC 혼합물(이하 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭됨) + 중합가능한 성분 "물질 시스템"은 가능한 한 가장 낮은 회전 점도 및 가능한 한 가장 우수한 전기적 성질, 특히 "전압 보전율"(VHR 또는 HR)을 갖는 것으로 선택해야 한다. PSA 디스플레이와 관련하여, UV 노출이 디스플레이 제조 공정에 필요한 부분이기 때문에 UV 광선에 의한 조사 후 높은 VHR이 특히 중요하지만, 이는 또한 본질적으로 최종 디스플레이에서의 "정상(normal)" 노출로 나타난다.
그러나, 예를 들면 부적당한 틸트가 발생하거나 또는 틸트가 전혀 발생하지 않거나, 또는 예를 들면 VHR이 TFT 디스플레이 용도에 부적당하기 때문에, 모든 LC 혼합물 + 중합가능한 성분의 조합이 PSA 디스플레이에 특히 적합하다.
특히, 현저히 낮은 프리틸트 각도를 생성하는 PSA 디스플레이에 유용한 신규의 물질을 갖는 것이 바람직할 것이다. 동일한 노출 시간 동안의 중합 중에 현재까지 알려진 물질보다 더 낮은 프리틸트 각도를 생성하는 물질, 및/또는 이의 사용을 통해 공지의 물질을 사용하여 달성될 수 있었던 (더 높은) 프리틸트 각도를 더 짧은 시간에 이미 달성할 수 있는 것이 특히 바람직할 것이다. 따라서, 디스플레이의 제조 시간(택트 타임(tact time))을 단축시키고 제조 공정 비용을 감소시킬 수 있을 것이다. RM의 더 빠른 중합 속도는 또한 배열에 특히 이로워, 적절한 경우, 여전히 존재하는 잔여량의 비-중합된 RM이 틸트 각도가 확정된 후 가능한 한 빠르게 반응할 수 있도록 한다. 디스플레이에 미반응된 RM이 존재하면 디스플레이 특성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, RM의 빠른 중합 외에도, 가능하면 RM의 가장 완전한 중합이 또한 바람직하다.
따라서, 상기 기술된 단점을 갖지 않거나 적은 정도로만 갖거나 개선된 특성을 갖는, PSA 디스플레이, 특히 VA 및 OCB 유형의 디스플레이, 및 상기 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질 및 중합가능한 화합물에 대한 요구가 여전히 상당하다. 특히, 높은 비저항, 넓은 작업-온도 범위, 저온에서의 짧은 응답 시간, 낮은 문턱 전압, 낮은 프리틸트 각도, 다수의 회색 음영, 높은 콘트라스트 및 넓은 시야각을 조장하고 UV 노출 후 높은 전압 보전율(VHR) 값을 갖는, PSA 디스플레이 또는 PSA 디스플레이에 사용되는 물질에 대한 요구가 상당하다.
본 발명의 목적은 낮은 프리틸트 각도를 설정할 수 있고, 바람직하게는 그와 동시에 매우 높은 비저항 값, 높은 VHR 값, 낮은 문턱 전압 및 짧은 응답 시간을 갖는, 상기 기술된 단점들을 갖지 않거나 또는 단지 적게 가지는 PSA 디스플레이에 사용되는 신규의 LC 매질을 제공하는 데 있다.
이러한 목적은 본원에 기술된 본 발명에 따른 LC 매질 및 LC 디스플레이에 의해 달성된다. 특히 놀랍게도, PSA 디스플레이에 본 발명에 따른 LC 매질을 사용하면 특히 낮은 프리틸트 각도 및 목적하는 틸트 각도의 빠른 설정을 용이하게 한다. 이는 LC 매질과 관련하여 프리틸트를 측정함으로써 증명되었다. 특히, 광개시제를 첨가하지 않고 프리틸트가 달성되었다. 또한, 프리틸트 각도의 노출 시간-의존성 측정에 의해 증명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 물질은 종래 기술에 공지된 물질보다 훨씬 더 빠른 프리틸트 각도 생성을 나타낸다. 또한, 본 발명에 다른 LC 매질을 사용하였을 때, RM의 중합 속도 및 중합 완전성 모두가 종래 기술에 공지된 LC 매질보다 크게 증가함을 발견하였다. 이는 노출 시간의 단축 및 이에 따른 보다 효율적이고 경제적인 공정 성능을 가능하게 하고, 디스플레이에 원치 않는 비-중합된 RM의 잔량 감소를 가능하게 한다.
본 발명은 PS(중합체 안정화) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 액정(LC) 디스플레이에서의 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 혼합물의 용도에 관한 것이다:
[화학식 I]
Figure pat00001
상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내며, 여기서 또한 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고,
A1, A2, A3 및 A4는 각각 서로 독립적으로
Figure pat00002
또는
Figure pat00003
를 나타내고,
A1, A2, A3 및 A4 중 1, 2 또는 3개는 또한
Figure pat00004
또는
Figure pat00005
를 나타내고,
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F 또는 CHF2를 나타내고,
Z1, Z2 및 Z3은 각각 서로 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)z-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C-, -CH=CHCH2O-, 또는 단일 결합을 나타내고, 여기서 m=0인 경우, Z1 및 Z2는 동시에 단일 결합을 나타내지 않고,
z는 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
m은 0 또는 1을 나타낸다.
또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기술된 바와 같은 본 발명에 따른 LC 혼합물 및 바람직하게는 반응성 메소젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기술된 바와 같은 본 발명에 따른 LC 혼합물 및 바람직하게는 반응성 메소젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합가능한 화합물의 중합에 의해 수득될 수 있는 중합체를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하기 성분을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다:
- 바람직하게는 반응성 메소젠으로부터 선택되는 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 A), 및
- 상기 및 하기에 기술된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 LC 혼합물로 이루어진 액정 성분 B)(이하에서는 "LC 호스트 혼합물"이라고도 함).
또한, 본 발명은 하기 성분을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다:
- 바람직하게는 반응성 메소젠으로부터 선택되는 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 A)의 중합에 의해 수득될 수 있는 중합체, 및
- 상기 및 하기에 기술된 바와 같은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 LC 혼합물로 이루어진 액정 성분 B)(이하에서는 "LC 호스트 혼합물"이라고도 함).
또한, 본 발명은 PS 및 PSA 디스플레이에서 본 발명에 따른 LC 혼합물 및 LC 매질의 용도, 특히 전기장 또는 자기장의 인가에 의해 PSA 디스플레이 내의 중합가능한 화합물(들)을 동일계 중합시킴으로써 LC 매질에 틸트 각도를 생성시키는, LC 매질을 함유하는 PS 및 PSA 디스플레이의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LC 매질을 함유하는 LC 디스플레이, 특히 PS 또는 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PSA-VA, PS-IPS 또는 PS-FFS 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 기판이 투광성이고 하나 이상의 기판이 전극 층인 두 개의 기판; 및 상기 기판들 사이에 위치하고, 전압의 인가에 의해 LC 셀의 기판들 사이의 LC 매질에서 하나 이상의 중합가능한 화합물을 중합시켜 수득될 수 있는 중합된 성분, 및 상기 및 하기에 기술된 바와 같은 LC 혼합물인 저-분자량 성분을 포함하는 LC 매질의 층으로 구성된 LC 셀을 함유하는 PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 저-분자량 액정 화합물 또는 본 발명에 따른 LC 혼합물을 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 임의적으로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합함으로써 본 발명에 따른 LC 매질을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LC 혼합물을 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 임의적으로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하고, 그 생성 혼합물을 상기 및 하기 기술된 바와 같은 LC 셀 내로 도입하고, 상기 중합가능한 화합물(들)을 전압의 인가에 의해 중합시킴으로써 본 발명에 따른 LC 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 및 하기에서 아래의 의미가 적용된다.
용어 "PSA"는 달리 지적되지 않는 한 PS 디스플레이 및 PSA 디스플레이를 나타낸다.
용어 "틸트(tilt)" 및 "틸트 각도(tilt angle)"는 LC 디스플레이(본원에서 바람직하게는 PS 또는 PSA 디스플레이)에서의 셀 표면에 대해 LC 매질의 LC 분자들의 경사진 정렬에 관한 것이다. 본원에서 "틸트 각도"는 LC 분자들(LC 방향자)의 종방향 분자 축과 LC 셀을 형성하는 면-평행 외부 플레이트 표면 간의 평균 각도(<90°)를 나타낸다. 낮은 값의 틸트 각도(즉, 각도 90°에서 많이 벗어난 각도)는 큰 틸트에 해당한다. 틸트 각도를 측정하는 적절한 방법은 실시예에 제시되어 있다. 달리 기재되지 않으면, 상기 및 하기에 논의되는 각도 값은 이러한 측정 방법에 관한 것이다.
용어 "메소제닉 기"는 당해 분야 숙련자들에게 알려져 있고 문헌에 기술되어 있으며, 그의 유인 및 반발 상호작용의 이방성으로 인하여 저-분자량 또는 중합체성 물질 내에서 액정 상(LC phase)을 유발하는 데 필수적으로 기여하는 기를 나타낸다. 메소제닉 기를 함유하는 화합물(메소제닉 화합물)은 반드시 그들 스스로가 LC 상을 가져야만 하는 것은 아니다. 또한, 메소제닉 화합물은 단지 다른 화합물과의 혼합 후에 및/또는 중합 후에만 LC 상 거동을 나타낼 수도 있다. 전형적인 메소제닉 기는, 예를 들면 강성 막대-형상 또는 디스크-형상 단위이다. 메소제닉 또는 LC 화합물과 관련하여 사용되는 용어 및 정의에 대한 개략적인 내용은 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888(2001)] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 개시되어 있다.
또한, 상기 및 하기에서 "Sp"로도 지칭되는 용어 "스페이서 기"는 당해 분야 숙련자들에게 공지되어 있으며, 예를 들면 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888(2001)] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 기술되어 있다. 달리 지적되지 않는 한, 상기 및 하기에서 용어 "스페이서 기" 또는 "스페이서"는 중합가능한 메소제닉 화합물에서 메소제닉 기 및 중합가능한 기(들)를 서로 연결하는 유연한 기를 나타낸다.
용어 "반응성 메소젠" 또는 "RM"은 중합에 적합한 메소제닉 기 또는 하나 이상의 작용기(또한 중합가능한 기 또는 P 기로도 지칭됨)를 함유하는 화합물을 나타낸다.
용어 "저-분자량 화합물" 및 "비-중합가능한 화합물"은 당해 분야 숙련자에게 공지된 통상의 조건, 특히 RM의 중합에 사용되는 조건 하에서 중합에 적합한 임의의 작용기를 함유하지 않는 일반적으로 단량체성인 화합물을 나타낸다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "LC 매질"은 LC 혼합물 및 하나 이상의 중합가능한 화합물(예컨대, 반응성 메소젠)을 포함하는 매질을 나타내는 것으로 한다. 용어 "LC 혼합물"(또는 "호스트 혼합물")은 비-중합가능한 저-분자량 화합물, 바람직하게는 2개 이상의 액정 화합물 및 임의적으로 추가적인 첨가제 예컨대 키랄 도판트 또는 안정제로만 이루어진 액정 혼합물을 나타내는 것으로 한다. "비-중합가능한"이란 화합물이 적어도 중합가능한 화합물들의 중합에 사용된 조건 하에서의 중합 반응에 대해 안정성이거나 또는 비-반응성인 상태를 의미한다.
네마틱 상, 특히 실온에서 네마틱 상을 갖는 LC 혼합물 및 LC 매질이 특히 바람직하다.
LC 혼합물에서 화학식 I의 화합물의 농도(즉, 중합가능한 성분 부재)는 바람직하게는 1% 이상이고, 특히 바람직하게는 1 내지 25%이며, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 10%이다.
1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 혼합물 및 LC 매질이 특히 바람직하다.
하기 주어진 의미를 갖는 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다:
- L1 및 L2는 H, F 또는 Cl을 나타내고,
- Z1, Z2 및 Z3은 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -CH2O-, -OCH2- 및 단일 결합, 특히 -COO-, -CH2O- 및 단일 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
- Z1 및/또는 Z3은 단일 결합을 나타내고,
- m은 0이고, Z1은 단일 결합을 나타내고, Z2는 비-단일 결합이고,
- m은 0이고 Z2는 -COO-를 나타내고,
- m은 0이고 Z2는 -CH2O-를 나타내고,
- m은 1이고 Z2는-COO-를 나타내고
- m은 1이고 Z2는 -CH2O-를 나타내고,
- m은 1이고 Z2는 단일 결합을 나타내고,
- m은 1이고 Z1, Z2 및 Z3은 단일 결합을 나타내고,
- A1, A2, A3 및 A4는
Figure pat00006
또는
Figure pat00007
로부터 선택되며, 여기서 L1 및 L2는 상기 기재된 의미를 가지고, 바람직하게는 H 또는 F를 나타내고,
- 라디칼 A1, A2, A3 및 A4 중 하나 이상, 특히 바람직하게는 적어도 A1은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-사이클로헥세닐렌, 테트라하이드로파이란-1,4-다이일 또는 테트라하이드로파이란-2,5-다이일을 나타내고,
- R1 및 R2는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 나타낸다.
화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 I1 내지 I15의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, (CH=CH)는 에테닐렌 기 또는 단일 결합을 나타내고, L은 H 또는 F를 나타낸다.
화학식 I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8 및 I9로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 특히 화학식 I1, I2, I3 또는 I4의 화합물이 특히 바람직하다.
바람직한 알킬 기는, 예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-뷰틸, 아이소뷰틸, s-뷰틸, t-뷰틸, 2-메틸뷰틸, n-펜틸, s-펜틸, n-헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실이다.
바람직한 알케닐 기는, 예를 들면 에테닐, 프로페닐, 뷰테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐이다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들면 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-뷰톡시, i-뷰톡시, s-뷰톡시, t-뷰톡시, 2-메틸뷰톡시, n-펜틸옥시, n-헥실옥시, n-헵틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시이다.
특히 바람직한 LC 혼합물, LC 매질 및 LC 디스플레이를 하기에 나타내었다:
1) 하나 이상의 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 CY]
Figure pat00011
[화학식 PY]
Figure pat00012
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
Figure pat00013
는
Figure pat00014
를 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 또한 1개 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고,
Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L1 내지 L4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, 라디칼 L1 및 L2 모두가 F를 나타내거나 또는 라디칼 L1 및 L2중 하나가 F를 나타내고 다른 하나는 Cl을 나타내거나, 또는 라디칼 L3 및 L4 모두가 F를 나타내거나 또는 라디칼 L3 및 L4 중 하나가 F를 나타내고 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 CY1 내지 CY31의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고, 알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다. 알케닐은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 PY1 내지 PY20의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다. 알케닐은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
LC 혼합물에서 화학식 CY 또는 PY의 혼합물 각각의 농도는 바람직하게는 2 내지 20%이다.
LC 혼합물에서 화학식 CY 및 PY의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 1 내지 99%, 특히 바람직하게는 10 내지 70%이다.
2) 하나 이상의 하기 화학식 ZK의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 ZK]
Figure pat00024
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
Figure pat00025
는
Figure pat00026
Figure pat00027
를 나타내고,
Figure pat00028
는 를 나타내고,
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이며, 여기서 또한 1개 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고,
Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타낸다.
화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 ZK1 내지 ZK10의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00030
Figure pat00031
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타낸다. 알케닐은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
LC 혼합물에서 화학식 ZK의 각각의 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 20%이다.
3) 하나 이상의 하기 화학식 DK의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 DK]
Figure pat00032
상기 식에서 각각의 라디칼은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 하기의 의미를 갖는다:
R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 R1에 대해 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고,
Figure pat00033
는
Figure pat00034
를 나타내고,
Figure pat00035
는
Figure pat00036
를 나타낸다.
화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 DK1 내지 DK8의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00037
Figure pat00038
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타낸다. 알케닐 및 알케닐*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 DK1, DK2, DK4 및 DK5의 화합물이 특히 바람직하다.
4) 하나 이상의 하기 화학식 LY의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 LY]
Figure pat00039
상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
Figure pat00040
는
Figure pat00041
Figure pat00042
를 나타내고,
f는 0 또는 1을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 또한 1개 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고,
Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, 라디칼 L1 및 L2는 모두 F를 나타내거나, 또는 라디칼 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내며 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 LY1 내지 LY18 중에서 선택된다:
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
상기 식에서,
R1은 상기 기재된 의미를 갖고, 알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다. R1은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
LC 혼합물에서 화학식 LY의 각각의 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 20%이다.
5) 하기 화학식 G1 내지 G4 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
Figure pat00046
상기 식에서,
알킬은 C1 -6-알킬을 나타내고, L*은 H 또는 F를 나타내고, X는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2를 나타낸다.
X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.
6) 하기 화학식 Y1 내지 Y16 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
상기 식에서,
R5는 R1에 대해 상기 기재된 의미 중 하나를 가지고, 알킬은 C1 -6-알킬을 나타내고, d는 0 또는 1을 나타내며, z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
이들 화합물에서, R5는 특히 바람직하게는 C1 -6-알킬 또는 -알콕시 또는 C2 -6-알케닐이며, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 하나 이상의 상기 언급된 화학식의 화합물을 5중량% 이상의 양으로 포함한다.
7) 하나 이상의 하기 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
Figure pat00050
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타낸다. 알케닐 및 알케닐*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
LC 혼합물에서 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3중량% 이상, 특히 5중량% 이상이다.
화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 B1a, B2a, B2b 및 B2c의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00051
상기 식에서,
알킬*는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 하나 이상 포함한다.
8) 하나 이상의 하기 화학식 T의 터페닐 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 T]
Figure pat00052
상기 식에서,
R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 R1에 대해 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고,
Figure pat00053
는 각각 서로 독립적으로
Figure pat00054
를 나타내고, 여기서 L5는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내며, L6은 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2, 바람직하게는 F를 나타낸다.
화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식 T1 내지 T25의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
상기 식에서,
R은 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, R*은 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타내고,(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고, m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R*는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 뷰톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.
본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 화학식 T 및 그의 바람직한 하위 화학식의 터페닐을 2 내지 50중량%, 특히 5 내지 20중량%의 양으로 포함한다.
화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 및 또한 알콕시를 나타낸다.
터페닐은 바람직하게는 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 경우 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 화학식 T, 바람직하게는 화합물 T1 내지 T22로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 터페닐 화합물을 2 내지 20중량% 포함한다.
9) 하나 이상의 하기 화학식 O1 내지 O7의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
Figure pat00058
Figure pat00059
상기 식에서,
R1 및 R2는 상기 기재된 의미를 가지며, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 나타낸다.
바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
10) 하나 이상의 하기 화학식 FI의 화합물을, 바람직하게는 3중량% 초과, 특히 5중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 FI]
Figure pat00060
상기 식에서,
Figure pat00061
는
Figure pat00062
를 나타내고, R9는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타내고, (F)는 임의적인 불소 치환체를 나타내고, q는 1, 2 또는 3을 나타내며, R7은 R1에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
특히 바람직한 화학식 FI의 화합물은 하기 하위 화학식 FI1 내지 FI8의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00063
Figure pat00064
상기 식에서,
R7은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고, R9는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타낸다.
화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.
11) 예를 들면 하기 화학식 N1 내지 N10의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물과 같은, 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
Figure pat00065
Figure pat00066
상기 식에서,
R10 및 R11은 각각 서로 독립적으로 R1에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐을 나타내고, Z1 및 Z2는 각각 서로 독립적으로 -C2H4-, -CH=CH-, -(CH2)4-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CHCH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, -CH2O-, OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2- 또는 단일 결합을 나타낸다.
12) 하나 이상의 하기 화학식 BC 또는 CR의 다이플루오로다이벤조크로만 및/또는 크로만을 바람직하게는 3 내지 20중량%, 특히 3 내지 15중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 BC]
Figure pat00067
[화학식 CR]
Figure pat00068
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 상기 언급된 의미를 가지며, c는 0 또는 1을 나타낸다.
화학식 BC 및 CR의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식 BC1 내지 BC7 및 CR1 내지 CR5의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00069
Figure pat00070
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알케닐 및 알케닐*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알케닐 라디칼을 나타낸다. 알케닐 및 알케닐*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
1, 2 또는 3개의 화학식 BC2의 화합물을 포함하는 혼합물이 매우 특히 바람직하다.
13) 하나 이상의 하기 화학식 PH 또는 BF의 플루오르화된 페난트렌 또는 다이벤조퓨란을 추가로 포함하는 LC 혼합물 또는 LC 매질:
[화학식 PH]
Figure pat00071
[화학식 BF]
Figure pat00072
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 상기 언급된 의미를 갖고, b는 0 또는 1을 나타내고, L은 F를 나타내고, r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.
화학식 PH 및 BF의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식 PH1, PH2, BF1 및 BF2의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된다:
Figure pat00074
상기 식에서,
R 및 R'은 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.
14) 하나 이상의 알케닐 기를 함유하거나, 또는 하나 이상의 CH2 기가 CH=CH에 의해 및 임의적으로는 다른 기에 의해 추가로 치환된 하나 이상의 알킬 기를 함유하는 화합물, 특히 메소제닉 또는 액정 화합물을 전혀 함유하지 않는 LC 혼합물.
15) a가 1인 화학식 CY, b가 0인 화학식 PY 및 f가 0인 화학식 LY로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 1 내지 60%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
16) a가 2인 화학식 CY 및 b가 1인 화학식 PY로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 60%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
17) a가 2이고 R1 및 R2가 알킬 또는 알케닐 기인 화학식 CY 및 화학식 T로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 50%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
18) 화학식 ZK1, ZK2, ZK5, ZK6, DK1, DK2, DK4, DK5, B1 및 T1으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 60%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
19) 하나 이상의 화학식 ZK1 및/또는 ZK2의 화합물을 1 내지 40%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
20) 화학식 ZK3, ZK4, B2 및 B3으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 70%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
21) 하나 이상의 화학식 FI의 화합물을 1 내지 25%의 총 농도로 포함하는 LC 혼합물.
22) 중합가능한 성분 또는 화합물 A)의 농도가 5% 이하, 바람직하게는 1% 이하, 특히 바람직하게는 0.5% 이하이고, 바람직하게는 0.01% 이상, 특히 바람직하게는 0.1% 이상인 LC 매질.
23) 액정 성분(LC 혼합물) 또는 성분 B)의 농도가 95% 이상, 특히 바람직하게는 99% 이상인 LC 매질.
24) 성분 A)의 중합가능한 화합물을 제외하고 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH2)를 함유하는 화합물을 전혀 포함하지 않는 LC 매질.
25) 프리틸트 각도가 바람직하게는 85°이하, 특히 바람직하게는 80°이하인 PSA-VA 디스플레이.
본 발명에 따른 LC 혼합물의 바람직한 실시양태 1) 내지 21)의 개개 성분들은 공지되어 있거나, 또는 관련 분야의 숙련자들은 종래 기술로부터 이들의 제조 방법을 문헌에 기술되어 있는 표준 방법에 기초하여 쉽게 유도해낼 수 있다. 화학식 CY에 상응하는 화합물은, 예를 들면 EP-A-0 364 538에 기술되어 있다. 화학식 ZK에 상응하는 화합물은, 예를 들면 DE-A-26 36 684 및 DE-A-33 21 373에 기술되어 있다.
상기 언급된 바람직한 실시양태 1) 내지 21)의 LC 혼합물과 상기 및 하기 기재된 중합된 화합물과의 조합은 본 발명에 따른 LC 매질 내에서 높은 등명점 및 높은 HR 값을 유지하면서 낮은 문턱 전압, 낮은 회전 점도 및 매우 양호한 저온 안정성을 달성하며, 특히 낮은 프리틸트 각도가 PSA 디스플레이에서 빠르게 설정된다. 특히, PSA 디스플레이에서의 LC 매질은 종래 기술의 매질과 비교하였을 때 상당히 짧아진 응답 시간, 특히 또한 회색-음영 응답 시간을 나타낸다.
LC 혼합물은 20℃에서 바람직하게는 80K 이상, 특히 바람직하게는 100K 이상의 네마틱상 범위 및 250 mPa·s 이하, 바람직하게는 200 mPa·s 이하의 회전 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 VA 유형의 디스플레이에 있어서, 스위치-오프 상태에서 LC 매질의 층 내의 분자들은 전극 표면에 수직으로 정렬(호메오트로픽)되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전극에 전압을 인가하였을 때, 종방향 분자 축을 갖는 LC 분자들은 전극 표면에 평행하게 재정렬된다.
VA 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 혼합물은 20℃ 및 1 kHz에서 바람직하게는 -0.5 내지 -10, 특히 -2.5 내지 -7.5 범위의 음성 유전 이방성 Δε을 갖는다.
VA 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 혼합물 내에서의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.16 미만, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.14, 특히 0.07 내지 0.12이다.
본 발명에 따른 LC 혼합물 및 LC 매질은 또한 당해 분야 숙련자에게 알려져 있고 문헌에 기술되어 있는 추가의 첨가제 예를 들면 중합 개시제, 억제제, 안정제, 표면-활성 물질 또는 키랄 도판트를 더 포함할 수 있다. 이들은 중합가능하거나 또는 비-중합가능하다. 중합가능한 첨가제를 적절하게 중합가능한 성분 또는 성분 A)로 분류한다. 비-중합가능한 첨가제를 적절하게 LC 혼합물(호스트 혼합물) 또는 비-중합가능한 성분 또는 성분 B)로 분류한다.
LC 혼합물 및 LC 매질은, 예를 들면 하나 이상의 키랄 도판트, 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물들 중에서 선택된 것을 포함할 수 있다.
그러나, 키랄 또는 광학적 활성 성분들을 전혀 갖지 않는 LC 매질이 일반적으로 바람직하다.
또한, 다색성 염료, 나노입자, 전도성 염, 착제 염, 및 네마틱상의 유전 이방성, 점도 및/또는 정렬을 개선하기 위한 물질을 포함하는 군 중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 0 내지 15중량%, 바람직하게는 0 내지 10중량%가 LC 매질에 첨가될 수 있다. 적합하고 바람직한 전도성 염은, 예를 들면 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥스옥시벤조에이트, 테트라뷰틸암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에터의 착체 염(예컨대, 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258(1973)] 참조)이다. 이러한 유형의 물질들은, 예를 들면 DE-A-22 09 127, DE-A-22 40 864, DE-A-23 21 632, DE-A-23 38 281, DE-A-24 50 088, DE-A-26 37 430 및 DE-A-28 53 728에 기술되어 있다.
PSA 디스플레이를 제조하는 경우, 중합가능한 화합물은 (화합물이 2개 이상의 중합가능한 기를 함유하는 경우) 전압의 인가에 의해 LC 디스플레이의 기판들 사이의 LC 매질에서 동일계 중합에 의해 중합되거나 가교결합된다. 이러한 중합은 한 단계로 수행될 수 있다. 또한, 제 1 단계에서 먼저 전압의 인가에 의해 상기 중합을 수행하여 프리틸트 각도를 생성한 후, 순차적으로 제 2 단계에서 상기 제 1 단계에서 반응하지 않은 화합물들을 전압을 인가하지 않고 중합하거나 가교결합(최종 경화)시키는 것도 가능하다.
적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들면 열중합 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 광중합이다. 필요한 경우, 하나 이상의 개시제가 첨가될 수도 있다. 적합한 중합 조건, 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당해 분야 숙련자들에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다. 유리-라디칼 중합에 적합한 개시제는, 예를 들면 상업적으로 입수가능한 광개시제인 이가큐어(Irgacure®) 651, 이가큐어 184, 이가큐어 907, 이가큐어 369 또는 다로큐어(Darocure®) 1173(시바 아게(Ciba AG))이다. 개시제가 사용되는 경우, 그 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1중량%이다. 그러나, 이러한 중합은 또한 개시제의 첨가 없이 수행될 수 있다. 추가의 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 중합 개시제를 포함하지 않는다.
또한, 중합가능한 성분 A) 또는 LC 매질은, 예를 들면 저장 또는 운송 도중 RM의 원치않는 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정제를 포함할 수 있다. 안정제의 적합한 유형 및 양은 당해 분야 숙련자들에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다. 예를 들면, 상업적으로 입수가능한 이가녹스 계열(시바 아게)의 안정제가 특히 적합하다. 안정제가 사용되는 경우, 그 비율은 RM 또는 중합가능한 성분 A)의 총량을 기준으로 바람직하게는 10 내지 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 500 ppm이다.
상기 중합가능한 화합물은 또한 개시제 없이 중합시키는 데에도 적합하며, 이는, 예를 들면 낮은 재료 비용 및 특히 개시제 또는 그의 분해 생성물의 가능한 잔류량에 의한 LC 매질의 낮은 오염도와 같은 상당한 이점을 수반한다.
PSA 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 5% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하, 매우 특히 바람직하게는 0.5% 이하 및 바람직하게는 0.01% 이상, 특히 바람직하게는 0.1% 이상의 중합가능한 화합물, 특히 상기 및 하기 언급된 화학식의 중합가능한 화합물을 포함한다.
1, 2 또는 3개의 중합가능한 화합물을 포함하는 LC 매질이 특히 바람직하다.
성분 A) 및/또는 B)의 화합물이 오직 비키랄성 화합물들로 이루어진 군 중에서만 선택되는 비키랄 중합성 화합물 및 LC 매질이 더욱 바람직하다.
상기 중합가능한 성분 또는 성분 A)가 하나의 중합가능한 기(1반응성)를 함유하는 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 둘 이상, 바람직하게는 두 개의 중합가능한 기(2- 또는 다중반응성)를 함유하는 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 LC 매질이 더욱 바람직하다.
상기 중합가능한 성분 또는 성분 A)가 두 개의 중합가능한 기(2반응성)를 함유하는 중합가능한 화합물만을 포함하는 PSA 디스플레이 및 LC 매질이 더욱 바람직하다.
상기 중합가능한 화합물은 개별적으로 LC 매질에 첨가될 수 있지만, 본 발명에 따른 둘 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 혼합물을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 혼합물의 중합시에 공중합체가 형성된다. 또한, 본 발명은 상기 및 하기에 언급된 중합가능한 혼합물에 관한 것이다. 상기 중합가능한 화합물은 메소제닉 또는 비-메소제닉일 수 있다. 반응성 메소젠(RM)으로도 공지되어 있는 중합가능한 메소제닉 화합물이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 LC 매질 및 PSA 디스플레이에 사용되는 적합하고 바람직한 RM을 하기에 기술한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 중합가능한 화합물은 하기 화학식 I*로부터 선택된다:
[화학식 I*]
Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb
상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
Ra 및 Rb는 각각 서로 독립적으로 P, P-Sp-, H, 할로겐, SF5, NO2, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고, 여기서 라디칼 Ra 및 Rb 중 하나 이상은 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나 또는 이를 함유하고, B1 및/또는 B2가 포화 탄소 원자를 함유하는 경우, Ra 및/또는 Rb는 또한 상기 포화 탄소 원자에 스피로-연결된 라디칼을 나타낼 수 있고,
P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 중합가능한 기를 나타내고,
Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
B1 및 B2는 각각 서로 독립적으로 바람직하게는 4 내지 25개의 고리 원자들을 갖는 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환식 기를 나타내고, 이들은 또한 융합 고리를 함유할 수도 있으며 또한 L에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있고,
L은 P-Sp-, H, OH, CH2OH, 할로겐, SF5, NO2, 탄소 원자 또는 탄화수소 기를 나타내고,
Zb는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 또는 단일 결합을 나타내고,
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
m은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내며,
n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.
하기의 의미를 갖는 화학식 I*의 화합물이 특히 바람직하다:
Ra 및 Rb는 각각 서로 독립적으로 P, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF5, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 여기서 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자가 F, Cl, Br, I, CN, P 또는 P-Sp에 의해 대체될 수 있으며, 여기서 라디칼 Ra 및 Rb 중 하나 이상은 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나 또는 이를 함유하고, B1 및/또는 B2가 포화 탄소 원자를 함유하는 경우, Ra 및/또는 Rb는 또한 상기 포화 탄소 원자에 스피로-연결된 라디칼을 나타낼 수 있고,
B1 및 B2는 각각 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 페난트렌-2,7-다이일, 아트라센-2,7-다이일, 플루오렌-2,7-다이일, 쿠마린, 플라본(여기서, 또한 이들 기 내의 하나 이상의 CH 기는 N에 의해 대체될 수 있다), 사이클로헥세인-1,4-다이일(여기서, 또한 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 O 및/또는 S에 의해 대체될 수 있다), 1,4-사이클로헥세닐렌, 바이사이클로[1.1.1]펜테인-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥테인-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵테인-2,6-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 인데인-2,5-다이일 또는 옥타하이드로-4,7-메타노인데인-2,5-다이일(여기서, 이들 기 모두는 치환되지 않거나 또는 L에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있다)을 나타내고,
L은 P, P-Sp-, OH, CH2OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의적으로 치환된 실릴, 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(여기서, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-에 의해 대체될 수 있다)를 나타내고,
P 및 Sp는 상기 기재된 의미를 갖고,
Y1은 할로겐을 나타내고,
Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환식 알킬(여기서, 또한 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 대체될 수 있으며, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-에 의해 대체될 수 있다), 6 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 2 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 I*의 화합물은 하기 하위 화학식 M1 내지 M28 중에서 선택된다:
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
P1 및 P2는 각각 서로 독립적으로 바람직하게는 P에 대해 상기 및 하기 기재된 의미 중 하나를 갖는 중합가능한 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세테인, 비닐옥시 또는 에폭시 기를 나타내고,
Sp1 및 Sp2는 각각 서로 독립적으로 바람직하게는 Sp에 대해 상기 및 하기 기재된 의미 중 하나를 갖는 단일 결합 또는 스페이서 기, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-를 나타내며, 여기서 p1은 1 내지 12의 정수이고 마지막에 언급된 기들 중 이웃한 고리와의 연결은 O 원자를 통해 이루어지고,
라디칼 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상은 Raa를 나타낼 수 있으나, 여기서 존재하는 라디칼 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상이 Raa를 나타내지 않고,
Raa는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬(여기서, 또한 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 대체될 수 있으며, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-에 의해 대체될 수 있다), 특히 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄의 임의적으로 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카보닐, 알콜시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(여기서, 알케닐 및 알키닐 라디칼은 둘 이상의 탄소 원자를 가지고 분지쇄 라디칼은 셋 이상의 탄소 원자를 가짐)를 나타내고,
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게 H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
Ry 및 Rz는 각각 서로 독립적으로 H, F, CH3 또는 CF3를 나타내고,
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-를 나타내고,
Z2 및 Z3은 각각 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n-을 나타내며, 여기서 n은 2, 3 또는 4이고,
L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄의 임의적으로 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 바람직하게는 F이고,
L' 및 L"은 각각 서로 독립적으로 H, F 또는 Cl을 나타내고,
r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
t는 0, 1 또는 2를 나타내고,
x는 0 또는 1을 나타낸다.
바람직한 실시양태에서, LC 매질은 정확히 하나의 라디칼 P-Sp 또는 P1-Sp1 또는 P2-Sp2(여기서, Sp 또는 Sp1 또는 Sp2는 단일 결합을 나타냄) 및 정확히 하나의 라디칼 P-Sp 또는 P1-Sp1 또는 P2-Sp2(Sp 또는 Sp1 또는 Sp2는 단일 결합이 아님)를 함유하는, 화학식 I* 또는 이의 하위 화학식의 화합물("단일 스페이서 화합물")로 이루어진 군 중에서 선택되는 바람직하게는 오직 하나 이상의 RM만을 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 중합가능한 화합물은 키랄 또는 하기 화학식 II*로부터 선택되는 광학적 활성 화합물이다:
[화학식 II*]
(R*-(B1-Zb)m)k-Q
상기 식에서,
B1, Zb 및 m은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 화학식 I*에 기재된 의미중 하나를 갖고,
R*는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 화학식 I*에서 Ra에 대해 기재된 의미중 하나를 가지며, 여기서 R*는 키랄 또는 비키랄일 수 있고,
Q는 화학식 I*에 정의된 바와 같이 임의적으로 L에 의해 일치환 또는 다치환된 k-가 키랄 기를 나타내고,
k는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고,
여기서, 상기 화합물은 상기 정의된 바와 같은 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나 또는 이를 함유하는 하나 이상의 라디칼 R* 또는 L을 함유한다.
특히 바람직한 화학식 II*의 화합물은 하기 화학식 III*의 1가 Q 기를 함유한다:
[화학식 III*]
Figure pat00079
상기 식에서,
L 및 r은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 상기 기재된 의미를 갖고,
A* 및 B*은 각각 서로 독립적으로 융합 벤젠, 사이클로헥세인 또는 사이클로헥센을 나타내고,
t는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 0, 1 또는 2를 나타내며,
u는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 0, 1 또는 2를 나타낸다.
u가 1을 나타내는 화학식 III*의 기가 특히 바람직하다.
또 하나의 바람직한 화학식 II*의 화합물은 1가 Q 기 또는 하나 이상의 하기 화학식 IV*의 R* 기를 함유한다:
[화학식 IV*]
Figure pat00080
상기 식에서,
Q1은 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 알킬렌옥시, 또는 단일 결합을 나타내고,
Q2는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 플루오르화된 알킬 또는 알콕시를 나타내며, 여기서 또한 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -O-COO-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있고,
Q3은 F, Cl, CN, 또는 Q2에 대해 정의된 바와 같은 알킬 또는 알콕시를 나타내지만, Q2와는 다르다.
바람직한 화학식 IV*의 기는, 예를 들면 2-뷰틸(= 1-메틸프로필), 2-메틸뷰틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, 특히 2-메틸뷰틸, 2-메틸뷰톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 2-에틸헥속시, 1-메틸헥속시, 2-옥틸옥시, 2-옥사-3-메틸뷰틸, 3-옥사-4-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 2-헥실, 2-옥틸, 2-노닐, 2-데실, 2-도데실, 6-메톡시옥톡시, 6-메틸옥톡시, 6-메틸옥타노일옥시, 5-메틸헵틸옥시카보닐, 2-메틸뷰티릴옥시, 3-메틸발레로일옥시, 4-메틸헥사노일옥시, 2-클로로프로피오닐옥시, 2-클로로-3-메틸뷰티릴옥시, 2-클로로-4-메틸발레릴옥시, 2-클로로-3-메틸발레릴옥시, 2-메틸-3-옥사-펜틸, 2-메틸-3-옥사헥실, 1-메톡시프로필-2-옥시, 1-에톡시프로필-2-옥시, 1-프로폭시프로필-2-옥시, 1-뷰톡시프로필-2-옥시, 2-플루오로옥틸옥시, 2-플루오로데실옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸, 2-플루오로-메틸옥틸옥시이다.
또 하나의 바람직한 화학식 II*의 화합물은 하기 화학식 V*의 2가 Q 기를 함유한다:
[화학식 V*]
Figure pat00081
상기 식에서,
L, r, t, A* 및 B*는 상기 기재된 의미를 갖는다.
또 하나의 바람직한 화학식 II*의 화합물은 하기 화학식으로부터 선택되는 2가 Q 기를 함유한다:
Figure pat00082
상기 식에서,
Phe는 L에 의해 임의적으로 일치환 또는 다치환된 페닐을 나타내고, Rx는 F, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 플루오르화된 알킬을 나타낸다.
적합한 키랄 RM은, 예를 들면 GB 2 314 839 A, US 6,511,719, US 7,223,450, WO 02/34739 A1, US 7,041,345, US 7,060,331 또는 US 7,318,950에 개시되어 있다. 바이나프틸 기를 함유하는 적합한 RM은, 예를 들면 US 6,818,261, US 6,916,940, US 7,318,950 및 US 7,223,450에 개시되어 있다.
상기 및 하기 기재된 키랄 구조 요소, 및 이러한 키랄 구조 요소를 함유하는 중합가능하거나 중합된 화합물은 광학적 활성 형태, 즉 순수 거울상이성질체 또는 두 거울상이성질체들의 임의의 바람직한 혼합물, 또는 다르게는 라세미체로서 이용될 수 있다. 라세미체의 사용이 바람직하다. 라세미체의 사용은 순수 거울상이성질체의 사용보다 예를 들면 합성 복잡성이 훨씬 더 낮고 재료 비용이 더 싸다는 점에서 약간의 이점을 갖는다. 또한, 라세미체의 사용은 LC 디스플레이 내에서 LC 분자들의 원치않는 꼬임 현상을 방지할 수 있게 한다.
특히 바람직한 화학식 II*의 화합물은 하기 하위 화학식 II*1 내지 II*11의 화합물로부터 선택된다:
Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
Figure pat00086
상기 식에서,
L, P, Sp, m, r 및 t는 상기 기재된 의미를 갖고,
Z 및 A는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 각각 Z1 또는 A1에 대해 기재된 의미 중 하나를 가지며,
t1은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 0 또는 1을 나타낸다.
용어 "탄소 기"는 추가의 원자를 전혀 함유하지 않거나(예컨대, -C≡C-) 또는 임의적으로 예를 들면 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge와 같은 하나 이상의 추가의 원자를 함유하는(예컨대, 카보닐 등), 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 1가 또는 다가의 유기 기를 나타낸다. 용어 "탄화수소 기"는 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 예를 들면 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge와 같은 하나 이상의 헤테로원자를 추가로 함유하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는 포화 또는 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는, 예를 들면 아릴, 알케닐 또는 알키닐 기이다. 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 환식일 수 있으며, 또한 스피로 결합 또는 축합 고리를 가질 수 있다.
용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한 다가 기, 예를 들면 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등도 포함한다.
용어 "아릴"은 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는, 상기에서 정의된 바와 같은 "아릴"을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 및 알콕시카보닐옥시; 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 또는 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 및 아릴옥시카보닐옥시이다.
또 하나의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C40 알킬, C2-C40 알케닐, C2-C40 알키닐, C3-C40 알릴, C4-C40 알킬다이에닐, C4-C40 폴리에닐, C6-C40 아릴, C6-C40 알킬아릴, C6-C40 아릴알킬, C6-C40 알킬아릴옥시, C6-C40 아릴알킬옥시, C2-C40 헤테로아릴, C4-C40 사이클로알킬, C4-C40 사이클로알케닐 등이다. 이 중에서도 C1-C22 알킬, C2-C22 알케닐, C2-C22 알키닐, C3-C22 알릴, C4-C22 알킬다이에닐, C6-C12 아릴, C6-C20 아릴알킬 및 C2-C20 헤테로아릴이 특히 바람직하다.
또 하나의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 치환되지 않거나 또는 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환되고, 하나 이상의 비-인접 CH2 기가 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -C(Rx)=C(Rx)-, -C≡C-, -N(Rx)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- 에 의해 대체될 수 있는, 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환식 알킬 라디칼이다.
Rx는 바람직하게는 H; 할로겐; 또한, 하나 이상의 비-인접 탄소 원자가 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 플루오르에 의해 대체될 수 있는, 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환식 알킬 쇄; 6 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기; 또는 2 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.
바람직한 알킬 기는, 예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-뷰틸, 아이소뷰틸, s-뷰틸, t-뷰틸, 2-메틸뷰틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-뷰틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.
바람직한 알케닐 기는, 예를 들면 에테닐, 프로페닐, 뷰테닐, 펜테닐, 사이클로펜테닐, 헥세닐, 사이클로헥세닐, 헵테닐, 사이클로헵테닐, 옥테닐, 사이클로옥테닐 등이다.
바람직한 알키닐 기는, 예를 들면 에티닐, 프로피닐, 뷰티닐, 펜티닐, 헥시닐, 옥티닐 등이다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들면 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-뷰톡시, i-뷰톡시, s-뷰톡시, t-뷰톡시, 2-메틸뷰톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시 등이다.
바람직한 아미노 기는, 예를 들면 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 일환식 또는 다환식일 수 있으며, 즉 이들은 1개의 고리를 함유할 수 있거나(예컨대, 페닐) 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있고, 이들은 또한 융합될 수 있거나(예컨대, 나프틸) 공유결합될 수 있거나(예컨대, 바이페닐), 또는 융합 고리와 결합 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 바람직하게는 O, N, S 및 Se 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
이들 중에서 특히 바람직한 것은 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환식, 이환식 또는 삼환식 아릴 기 및 2 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환식, 이환식 또는 삼환식 헤테로아릴 기이며, 이는 임의적으로 융합 고리를 함유하고 임의적으로 치환된다. 또한 하나 이상의 CH 기가 O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 N, S 또는 O에 의해 대체될 수 있는 5-, 6- 또는 7원 아릴 및 헤테로아릴 기가 더욱 바람직하다.
바람직한 아릴 기는, 예를 들면 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등이다.
바람직한 헤테로아릴 기는, 예를 들면 5원 고리 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 아이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸; 6원 고리 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합 기 예컨대 인돌, 아이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 푸린, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤즈옥사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 아이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 아이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조아이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 아이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜; 또는 이들 기들의 조합이다. 헤테로아릴 기는 또한 알킬, 알콕시, 티오알킬, 플루오르, 플루오로알킬 또는 추가의 아릴 또는 헤테로아릴 기에 의해 치환될 수도 있다.
(비-방향족) 지환족 및 헤테로환식 기는 오직 단일 결합만을 함유하는 포화 고리, 및 또한 다중 결합을 함유할 수도 있는 부분 불포화 고리 모두를 포함한다. 헤테로환식 고리는 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
(비-방향족) 지환족 및 헤테로환식 기는 일환식, 즉 단지 하나의 고리만을 함유할 수 있거나(예컨대, 사이클로헥세인), 또는 다환식, 즉 다수의 고리를 함유할 수 있다(예컨대, 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥테인). 이들 중에서 특히 바람직한 것은 포화 기이다. 임의적으로 융합 고리를 함유하고 임의적으로 치환된, 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환식, 이환식 또는 삼환식 기가 더욱 바람직하다. 또한, 하나 이상의 탄소 원자가 Si에 의해 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기가 N에 의해 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-인접 CH2 기가 -O- 및/또는 -S-에 의해 대체될 수 있는 5-, 6-, 7- 또는 8원 카보환식 기가 더욱더 바람직하다.
바람직한 지환족 및 헤테로환식 기는, 예를 들면 5원 기 예컨대 사이클로펜테인, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기 예컨대 사이클로헥세인, 실리네인, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥세인, 1,3-다이티안, 피페리딘; 7원 기 예컨대 사이클로헵테인; 및 융합 기 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인데인, 바이사이클로[1.1.1]펜테인-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥테인-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵테인-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인데인-2,5-다이일이다.
바람직한 치환기는, 예를 들면 용해도-촉진성 기 예컨대 알킬 또는 알콕시; 전자-끌기 기 예컨대 플루오르, 나이트로 또는 나이트릴; 또는 중합체의 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키기 위한 치환기, 특히 벌크상 기(bulky group) 예컨대 t-뷰틸 또는 임의적으로 치환된 아릴 기이다.
또한, 상기 및 하기에서 "L"이라 지칭되기도 하는 바람직한 치환기는, 예를 들면 F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2(여기서, Rx는 상기 기재된 의미를 가지며, Y1은 할로겐, 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 실릴 또는 아릴, 및 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(여기서, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의적으로 대체됨)를 나타냄)이다.
"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는 할로겐, -CN, RO, -ORO, -CO-RO, -CO-O-RO, -O-CO-RO, 또는 -O-CO-O-RO(여기서, RO은 상기 기재된 의미를 갖는다)로 치환된 것을 의미한다.
특히 바람직한 치환기 L은, 예를 들면 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 및 또한 페닐이다.
Figure pat00087
는 바람직하게는
Figure pat00088
이며, 여기서 L은 상기 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
중합가능한 기 P는 유리-라디칼 또는 이온성 쇄 중합, 중첨가 또는 중축합과 같은 중합 반응, 또는 중합체 주쇄 내로의 첨가 또는 축합과 같은 중합체-유사 반응에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히 C=C 이중 결합 또는 C≡C 삼중 결합을 함유하는 것들 및 고리 개환에 의한 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세테인 또는 에폭시 기가 특히 바람직하다.
바람직한 P 기는 CH2=CW1-COO-, CH2=CW1-CO-,
Figure pat00089
, CH2=CW2-(O)k3-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH3-CH=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W4W5W6Si- 중에서 선택되고, 여기서 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3를 나타내고, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬을 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고, Phe는 P-Sp-와는 다른 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 L 라디칼에 의해 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고, k3은 바람직하게는 1을 나타낸다.
특히 바람직한 P 기는 CH2=CW1-COO-, 특히 CH2=CH-COO-, CH2=C(CH3)-COO-, CH2=CF-COO-, CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-,
Figure pat00090
및
Figure pat00091
이다.
매우 특히 바람직한 P 기는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세테인 및 에폭사이드, 특히 아크릴레이트 및 메타크릴레이트이다.
바람직한 스페이서 기 Sp는 라디칼 P-Sp-가 화학식 P-Sp'-X'-에 상응하도록 화학식 Sp'-X' 중에서 선택되며, 여기서
Sp'는 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌을 나타내고, 이는 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환되고, 또한 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -NRO-, -SiROROO-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -NRO0-CO-O-, -O-CO-NRO0-, -NRO0-CO-NRO0-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있고,
X'는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NRO0-, -NRO0-CO-, -NRO0-CO-NRO0-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CRO-, -CY2=CY3-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,
RO0 및 RO0O은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내며,
Y2 및 Y3은 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.
X'는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NRO-, -NRO-CO-, -NRO-CO-NRO- 또는 단일 결합이다.
전형적인 스페이서 기 Sp'는, 예를 들면 -(CH2)p1-, -(CH2CH2O)q1-, -CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiRO0RO0O-O)p1-(여기서, p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이며, RO0 및 RO0O은 상기 기재된 의미를 갖는다)이다.
특히 바람직한 기 -X'-Sp'-는 -(CH2)p1-, -O-(CH2)p1-, -OCO-(CH2)p1-, -OCOO-(CH2)p1-이다.
특히 바람직한 기 Sp'는, 예를 들면 각각의 경우에 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 뷰틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시뷰틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에테닐렌, 프로페닐렌 및 뷰테닐렌이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, P-Sp-는 둘 이상의 중합가능한 기를 함유하는 라디칼(다작용성 중합가능한 라디칼)을 나타낸다. 이러한 유형의 적합한 라디칼 및 이를 함유하는 중합가능한 화합물 및 이의 제조 방법은, 예를 들면 US 7,060,200 B1 또는 US 2006/0172090 A1에 개시되어 있다. 하기 화학식 I*a 내지 I*m 중에서 선택된 다작용성 중합가능한 라디칼 P-Sp가 특히 바람직하다:
Figure pat00092
Figure pat00093
상기 식에서,
알킬은 단일 결합, 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌이고, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -C(R00)=C(R000)-, -C≡C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-에 의해 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl 또는 CN에 의해 대체될 수 있고, 여기서 R00 및 R000은 상기 언급된 의미를 갖고,
aa 및 bb는 각각 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
X는 X'에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,
P1 내지 P5는 각각 서로 독립적으로 상기 P에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 I* 또는 이의 하위 화학식의 화합물이 더욱 바람직하며, 여기서 B1 및/또는 B2는 적어도 부분적으로 치환된 라디칼, 바람직하게는 사이클로헥실렌을 나타내고, 여기서 Ra 및/또는 Rb는 P- 또는 P-Sp를 나타내며 상기 라디칼 B1 또는 B2의 sp3-혼성 탄소 원자에 연결되고, 이러한 sp3-혼성 탄소 원자는 바람직하게는 동일한 sp3 탄소 원자에 연결된 라디칼 Ra 또는 Rb와 동일한 의미를 갖는 라디칼 P(또는 P1 /2) 또는 P-Sp-(또는 P1-Sp1- 또는 P2-Sp2-)를 또 하나의 치환기로서 함유한다.
특히 바람직한 화합물은 하기 화학식 I*n의 구조 요소를 함유한다:
[화학식 I*n]
-Csp3((CH2)aaP1)((CH2)bbP2)
상기 식에서,
Csp3는 라디칼 B1 또는 B2에서의 sp3-혼성 탄소 원자를 나타내고, P1, P2, aa 및 bb는 상기 기재된 의미를 갖는다.
중합가능한 화합물 및 RM은 당해 분야 숙련자들에게 공지되고, 예를 들면 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart]에서와 같은 유기 화학의 표준 작업서에 기술되어 있는 공정과 유사하게 제조될 수 있다. 추가의 합성 방법은 상기 및 하기에 인용된 문헌에 개시되어 있다. 가장 간단한 경우, 이러한 RM의 합성은, 예를 들면 2,6-다이하이드록시나프탈렌 또는 4,4'-다이하이드록시바이페닐을 DCC(다이사이클로헥실카보다이이미드)와 같은 탈수제의 존재 하에 예컨대 (메트)아크릴로일 클로라이드 또는 (메트)아크릴산과 같은, P 기를 함유하는 상응하는 산, 산 유도체 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 에스터화하거나 에터화함으로써 수행된다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 LC 매질은 통상적인 방식 자체, 예를 들면 하나 이상의 상기 언급된 화합물을 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 임의적으로는 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하여 제조된다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 성분의 목적하는 양을 유리하게는 승온에서 주성분 내에 용해시킨다. 또한, 유기 용매 예컨대 아세톤, 클로로폼 또는 메탄올에서 성분의 용액을 혼합한 다음, 완전히 혼합된 후에 용매를 예컨대 증류에 의해 다시 제거할 수도 있다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LC 매질이, 예를 들면 H, N, O, Cl, F가 상응하는 동위원소에 의해 대체된 화합물을 포함할 수도 있다는 사실은 당해 분야 숙련자들에게는 당연하다.
본 발명에 따른 LC 디스플레이의 구조는 상기 인용된 종래 기술에 기술되어 있는 바와 같은 PSA 디스플레이에 대한 통상의 기하구조에 상응한다. 돌출부가 없는 기하구조, 특히 또한 컬러 필터 면 상의 전극이 구조화되지 않고 단지 TFT 면 상의 전극만이 슬릿을 갖는 기하구조가 바람직하다. PS-VA 디스플레이에 특히 적합하고 바람직한 전극 구조가, 예를 들면 US 2006/0066793 A1에 기술되어 있다.
본 발명에 따른 LC 혼합물 및 LC 매질은 원칙적으로 임의의 유형의 PS 또는 PSA 디스플레이, 특히 음성 유전 이방성의 LC 매질에 기반한 것, 특히 바람직하게는 PSA-VA, PSA-IPS 또는 PS-FFS에 적합하다. 그러나, 당해 분야 숙련자는 또한 진보적 단계 없이 본 발명에 따른 적합한 LC 혼합물 및 LC 매질을 상기 언급된 디스플레이와 기본 구조 면에서 또는 사용된 개별 성분들의 성질, 배열 또는 구조 면에서 예컨대 기판, 정렬 층, 전극, 어드레싱 요소, 후광, 편광자, 칼라 필터, 임의적으로 존재하는 보상 필름 등이 다른 PS 또는 PSA 유형의 다른 디스플레이, 예를 들면 PS-TN 또는 PS-OCB 디스플레이에 사용할 수 있을 것이다.
하기 실시예들은 본 발명을 제한 없이 설명한 것이다. 그러나, 당해 분야 숙련자들은 바람직하게 사용되는 화합물 및 이들 개개의 농도 및 이들 서로 간의 조합을 갖는 바람직한 혼합물 개념을 알 수 있을 것이다. 또한, 하기 실시예들은 이용될 수 있는 특성 및 특성의 조합을 예시하고 있다.
하기의 약어들이 사용된다:
(n, m, z: 각각 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다)
[표 A]
Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00098
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 매질은 상기 표 A의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 표 B는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도판트를 나타낸 것이다.
[표 B]
Figure pat00099
Figure pat00100
LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10중량%, 특히 0.01 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3중량%의 도판트를 포함한다. LC 매질은 바람직하게는 상기 표 B의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 도판트를 포함한다.
하기 표 C는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정제를 나타낸 것이다. (여기서, n은 1 내지 12의 정수를 나타낸다)
[표 C]
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105
LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10중량%, 특히 1 ppm 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1중량%의 안정제를 포함한다. LC 매질은 바람직하게는 상기 표 C의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 안정제를 포함한다.
하기 표 D는 본 발명에 따른 LC 매질에 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 바람직하게는 반응성 메소제닉 화합물로서 나타낸 것이다.
[표 D]
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00111
Figure pat00112
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소제닉 매질은 상기 표 D로부터의 화합물 군 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
또한, 하기 약어 및 기호가 사용된다:
V0은 20℃에서의 용량성 문턱 전압[V]을 나타낸다.
ne는 20℃ 및 589 ㎚에서의 비정상 굴절률(extraordinary refractive index)을 나타낸다.
n0은 20℃ 및 589 ㎚에서의 정상 굴절률(ordinary refractive index)을 나타낸다.
Δn은 20℃ 및 589 ㎚에서의 광학 이방성을 나타낸다.
ε⊥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자에 수직인 유전 감응성(dielectric susceptibility)을 나타낸다.
ε∥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자에 평행인 유전 감응성을 나타낸다.
Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다.
cl.p., T(N,I)는 등명점[℃]을 나타낸다.
γ1은 20℃에서의 회전 점도[mPa.s]를 나타낸다.
K1은 20℃에서의 탄성 상수, "스플레이(splay)" 변형률[pN]을 나타낸다.
K2는 20℃에서의 탄성 상수, "비틀림(twist)" 변형률[pN]을 나타낸다.
K3은 20℃에서의 탄성 상수, "벤드" 변형률[pN]을 나타낸다.
LTS는 테스트 셀 내에서 측정된 저온 안정성(상)을 나타낸다.
HR20은 20℃에서의 전압 보전율[%]을 나타낸다.
HR100은 100℃에서의 전압 보전율[%]을 나타낸다.
달리 명백하게 지적되지 않은 한, 본원에서의 모든 농도 및 % 값은 (HR, 콘트라스트 및 투과도에 대한 값을 제외하고는) 중량%로 표시되며, 전체적으로 모든 고체 또는 액정 성분들을 용매 없이 포함하는 상응하는 혼합물에 관한 것이다.
달리 명백하게 지적되지 않은 한, 본원에 기재된 모든 온도 값, 예를 들면 융점 T(C,N), 스멕틱(S) 상에서 네마틱(N) 상으로의 전이온도 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)는 섭씨 온도(℃)로 표시된다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 등명점을 나타낸다. 또한, C는 결정 상태, N은 네마틱 상, S는 스멕틱 상 및 I는 등방성 상을 나타낸다. 이들 기호 사이의 데이터는 전이 온도를 나타낸다.
각각의 경우에 달리 명백하게 지적되지 않은 한, 모든 물성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고, 20℃의 온도를 적용하고, Δn은 589 nm에서 측정되며, Δε은 1 kHz에서 측정된다.
본 발명의 경우, 용어 "문턱 전압"은 달리 명백하게 지적되지 않은 한 또한 프레데릭츠(Freedericks) 문턱값으로도 불리는 용량성 문턱값(V0)에 관한 것이다. 실시예에서는 일반적으로 10% 상대 콘트라스트에 대한 광학 문턱값(V10)으로 표시될 수도 있다.
용량성 문턱 전압을 측정하는 데 사용되는 디스플레이는 20 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트로 구성되며, 이들 각각은 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시키는, 외측 플레이트 내면 상의 전극 층 및 상부의 비-러빙된 폴리이미드 정렬 층을 갖는다.
틸트 각도를 측정하는 데 사용되는 디스플레이 또는 테스트 셀은 4 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트로 구성되고, 이들 각각은 외측 플레이트 내면 상의 전극 층 및 상부의 폴리이미드 정렬 층을 가지며, 여기서 상기 2개의 폴리이미드 층은 서로 역평행하게 러빙되고 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킨다.
중합가능한 화합물은 디스플레이에 전압(일반적으로는 10 V 내지 30 V 교류 전류, 1 kHz)을 동시에 인가하면서 예정된 시간 동안 UV 조사하여 디스플레이 또는 테스트 셀 내에서 중합시킨다. 실시예에서, 달리 명백하게 지적되지 않은 한, 28 mW/㎠ 수은 증기 램프를 사용하였으며, 강도는 365 ㎚ 밴드-통과 필터가 장치된 표준 UV 미터(유시오(Ushio) UNI 미터)를 사용하여 측정하였다.
회전 결정 실험(오트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers) TBA-105)에 의해 틸트 각도를 측정하였다. 여기서, 작은 값(즉, 90°로부터 편차가 큰 각도)은 큰 틸트에 상응한다.
VHR 값은 다음과 같이 측정된다: 0.3%의 중합가능한 단량체성 화합물을 LC 호스트 혼합물에 첨가하고, 그 생성된 혼합물을 TN-VHR 테스트 셀(90°에서 러빙됨, TN-폴리이미드 정렬 층, 층 두께(d)는 약 4 ㎛)에 도입한다. HR 값은 1 V, 60 Hz, 64 μs 펄스(측정 기구: 오트로닉-멜쳐스 VHRM-105)에서 2시간 동안 UV 노출 전과 후(햇빛 테스트) 100℃에서 5분 후 측정한다.
실시예 1
4%의 화학식 I의 화합물(CPGP-4-3)을 포함하는 본 발명에 따른 네마틱 LC 혼합물 N1을 다음과 같이 배합하였다:
Figure pat00113
실시예 2
5%의 화학식 I의 화합물(CPYP-3-2)을 포함하는 본 발명에 따른 네마틱 LC 혼합물 N2를 다음과 같이 배합하였다:
Figure pat00114
실시예 3
7%의 화학식 I의 화합물(CCOC-3-3, CCOC-4-3, CBC-33F)을 포함하는 본 발명에 따른 네마틱 LC 혼합물 N3을 다음과 같이 배합하였다:
Figure pat00115
실시예 4
4%의 화학식 I의 화합물(CCOC-3-3, CCOC-4-3)을 포함하는 본 발명에 따른 네마틱 LC 혼합물 N4를 다음과 같이 배합하였다:
Figure pat00116
비교예 1
네마틱 LC 혼합물 C1을 다음과 같이 배합하였다:
Figure pat00117
실시예 5
각각의 경우에, 0.3%의 RM1(바이페닐 4,4'-다이메타크릴레이트)을 본 발명에 따른 LC 혼합물 N1 내지 N4 및 비교예 혼합물 C1에 첨가하였다:
[화학식 RM1]
Figure pat00118
생성된 LC 매질을 각각 상기 기술된 바와 같은 VA e/o 테스트 셀 내로 도입하였다. 24 V의 (교류) 전압을 인가하면서, 다양한 기간 동안 50 mW/㎠의 세기를 갖는 UV 광선(365 nm)으로 상기 셀을 조사하여 RM을 중합시켰다.
중합 속도를 측정하기 위해, HPLC 방법을 사용하여 다양한 노출 시간 후 상기 테스트 셀 내의 비-중합된 RM1(중량%)의 잔여 함량을 측정하였다. 이를 위해, 지시된 조건 하에서 상기 테스트 셀 내의 각각의 혼합물을 중합하였다. 이어서, 상기 혼합물을 MEK(메틸 에틸 케톤)를 사용하여 테스트 셀로부터 세척해내고 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
Figure pat00119
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 LC 혼합물 N1 내지 N4의경우에는 단지 짧은 노출 시간 후 겨우 소량의 비-중합된 RM1만이 셀에 여전히 존재하였지만, 비교예 혼합물 C1의 경우에는 각각 동일한 노출 시간 후 상당히 많은 양의 비-중합된 RM1이 여전히 존재하였다. 이로부터, 본 발명에 따른 LC 혼합물 N1 내지 N4에서 RM1의 중합 속도가 상당히 더 높다고 결론지을 수 있다.
따라서, 예를 들면 6분의 노출 시간 후 본 발명에 따른 LC 매질 N1+RM1이 비교예 매질 C1+RM1보다 30% 더 낮은 RM 잔여 함량을 가졌다. 본 발명에 따른 LC 매질 N2+RM1, N3+RM1 및 N4+RM1의 경우, RM 잔여 함량을 비교예 매질 C1+RM1에 비해 그 절반으로 하는 것도 가능했음을 나타낸다.
실시예 6
LC 혼합물 N1 내지 N4 또는 C1 중에 0.3%의 RM1을 포함하는 실시예 5에 기술된 LC 매질을 상기 기술된 바와 같은 VA e/o 테스트 셀 내로 도입하였다. 24 V의 (교류) 전압을 인가하면서, 다양한 기간 동안 365 nm의 파장 및 50 mW/㎠의 세기를 갖는 UV 광선으로 상기 셀을 조사하여 RM을 중합시켰다.
각각의 테스트 셀에 대해, 프리틸트 각도를 상기 지시된 바와 같이 측정하였다. 다양한 노출 시간 동안 각각의 경우에 달성된 프리틸트 각도를 하기 표 2에 요약하였다.
Figure pat00120
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 더 낮은 프리틸트 각도가 비교예 혼합물 C1을 포함하는 LC 매질에 의해서 보다는 본 발명에 따른 LC 혼합물 N1, N2, N3 또는 N4를 포함하는 본 발명에 따른 LC 매질에 의해서 달성될 수 있었다. 표 2는 또한 상당히 더 짧은 노출 시간 후 그 대비될만한 프리틸트 각도를 이미 달성할 수 있었던 것은 비교예 혼합물 C1을 포함하는 LC 매질에 의해서 보다는 본 발명에 따른 LC 혼합물 N1 내지 N4를 포함하는 LC 매질에 의해서였음을 보여주고 있다.
따라서, 예를 들면 비교예 매질 C1+RM1은 120초의 노출 시간 후 82.7°의 틸트 각도를 나타내었다. 반면, 본 발명에 따른 LC 매질 N1+RM1의 경우에는 더 작은 82.3°의 틸트 각도가 겨우 60초 후에 달성되었으며, 이는 곧 비교예 매질에 비해 노출 시간을 절반으로 하는 것이 가능했음을 나타낸다.
360초의 노출 시간 후, 74.1°의 틸트 각도가 비교예 매질 C1+RM1의 경우에 달성되었다. 반면, 본 발명에 따른 LC 매질 N2+RM1, N3+RM1 및 N4+RM1의 경우에는 그 대비될만한 값이 겨우 120초, 즉 제 3의 노출 시간 후에 달성되었다.

Claims (20)

  1. PS(중합체 안정화) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 액정(LC) 디스플레이에서의, 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 혼합물의 용도:
    [화학식 I]
    Figure pat00121

    상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
    R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내며, 여기서 또한 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고,
    A1, A2, A3 및 A4는 각각 서로 독립적으로
    Figure pat00122
    또는
    Figure pat00123
    를 나타내고,
    A1, A2, A3 및 A4 중 1, 2 또는 3개는 또한
    Figure pat00124
    또는
    Figure pat00125
    를 나타내고,
    L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F 또는 CHF2를 나타내고,
    Z1, Z2 및 Z3은 각각 서로 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)z-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C-, -CH=CHCH2O-, 또는 단일 결합을 나타내고, 여기서 m=0인 경우, Z1 및 Z2는 동시에 단일 결합을 나타내지 않고,
    z는 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
    m은 0 또는 1을 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    화학식 I의 화합물이 하기 화학식 I1 내지 I15의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된, 용도:
    Figure pat00126

    Figure pat00127

    Figure pat00128

    상기 식에서,
    알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
    (O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,
    (CH=CH)는 에테닐렌 기 또는 단일 결합을 나타내고,
    L은 H 또는 F를 나타낸다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이 화학식 I의 화합물 외에 추가로, 하나 이상의 하기 화학식 CY 및/또는 PY 및/또는 LY의 화합물을 포함하는, 용도:
    [화학식 CY]
    Figure pat00129

    [화학식 PY]
    Figure pat00130

    [화학식 LY]
    Figure pat00131

    상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
    a는 1 또는 2를 나타내고,
    b는 0 또는 1을 나타내고,
    f는 0 또는 1을 나타내고,
    Figure pat00132
    는
    Figure pat00133
    를 나타내고,
    Figure pat00134
    는
    Figure pat00135
    Figure pat00136
    를 나타내고,
    R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 또한 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고,
    Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O- 또는 단일 결합을 나타내고,
    L1 내지 L4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이 화학식 I의 화합물 외에 추가로, 하나 이상의 하기 화학식 ZK의 화합물을 포함하는, 용도:
    [화학식 ZK]
    Figure pat00137

    상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
    Figure pat00138
    는
    Figure pat00139
    Figure pat00140
    를 나타내고,
    Figure pat00141
    는
    Figure pat00142
    를 나타내고,
    R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이며, 여기서 또한 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-에 의해 대체될 수 있고,
    Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O- 또는 단일 결합을 나타낸다.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이 화학식 I의 화합물 외에 추가로, 하나 이상의 하기 화학식 DK의 화합물을 포함하는, 용도:
    [화학식 DK]
    Figure pat00143

    상기 식에서 각각의 라디칼은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 하기의 의미를 갖는다:
    R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 R1에 대해 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고,
    Figure pat00144
    는
    Figure pat00145
    를 나타내고,
    Figure pat00146
    는
    Figure pat00147
    를 나타낸다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이 화학식 I의 화합물 외에 추가로, 하나 이상의 하기 화학식 T의 화합물을 포함하는, 용도:
    [화학식 T]
    Figure pat00148

    상기 식에서,
    R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 R1에 대해 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고,
    Figure pat00149
    는 각각 서로 독립적으로
    Figure pat00150
    를 나타내고, 여기서 L5는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내며, L6은 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2, 바람직하게는 F를 나타낸다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이 1 내지 25%의 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는, 용도.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이, a가 1인 화학식 CY, b가 0인 화학식 PY 및 f가 0인 화학식 LY로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 1 내지 60%의 총 농도로 포함하는, 용도.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이, a가 2인 화학식 CY 및 b가 1인 화학식 PY로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 60%의 총 농도로 포함하는, 용도.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이, 화학식 ZK1, ZK2, ZK5, ZK6, DK1, DK2, DK4, DK5, B1 및 T1으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 60%의 총 농도로 포함하는, 용도.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 혼합물이, a가 2이고 R1 및 R2가 알킬 또는 알케닐 기인 화학식 CY, 및 화학식 T로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 1 내지 50%의 총 농도로 포함하는, 용도.
  12. 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 A), 및
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 LC 혼합물로 이루어진 액정 성분 B)
    를 포함하는 LC 매질.
  13. 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 A)의 중합에 의해 수득될 수 있는 중합체, 및
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 LC 혼합물로 이루어진 액정 성분 B)
    를 포함하는 LC 매질.
  14. 전기장 또는 자기장의 인가에 의해 PSA 디스플레이 내의 중합가능한 화합물(들)을 동일계 중합시킴으로써 LC 매질에 틸트 각도를 생성하는 PS 및 PSA 디스플레이에서의 제 12 항 또는 제 13 항에 따른 LC 매질의 용도.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 LC 혼합물 또는 LC 매질을 함유하는 PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이.
  16. 제 15 항에 있어서,
    PSA-VA, PS-IPS 또는 PS-FFS 디스플레이인, LC 디스플레이.
  17. 하나 이상의 기판이 투광성이고 하나 이상의 기판이 전극 층인 두 개의 기판; 및
    상기 기판들 사이에 위치하고, 전압의 인가에 의해 LC 셀의 기판들 사이의 LC 매질에서 하나 이상의 중합가능한 화합물을 중합시켜 수득될 수 있는 중합된 성분, 및 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 LC 혼합물인 저-분자량 성분을 포함하는 LC 매질의 층
    으로 구성된 LC 셀을 함유하는 LC 디스플레이.
  18. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 LC 혼합물을 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 임의적으로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하고, 생성 혼합물을 제 17 항에 기술된 바와 같은 LC 셀 내로 도입하고, 상기 중합가능한 화합물(들)을 전압의 인가에 의해 중합시킴으로써, 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 LC 디스플레이를 제조하는 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합가능한 성분이 하나 이상의 중합가능한 하기 화학식 I*의 화합물을 포함하는, 용도, LC 매질 또는 LC 디스플레이:
    [화학식 I*]
    Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb
    상기 식에서 각각의 라디칼은 하기의 의미를 갖는다:
    Ra 및 Rb는 각각 서로 독립적으로 P, P-Sp-, H, 할로겐, SF5, NO2, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고, 여기서 라디칼 Ra 및 Rb 중 하나 이상은 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나 또는 이를 함유하고,
    P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 중합가능한 기를 나타내고,
    Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
    B1 및 B2는 각각 서로 독립적으로 바람직하게는 4 내지 25개의 고리 원자들을 갖는 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환식 기를 나타내고, 이들은 또한 융합 고리를 함유할 수도 있으며 또한 L에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있고,
    L은 P-Sp-, H, OH, CH2OH, 할로겐, SF5, NO2, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고,
    Zb는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 또는 단일 결합을 나타내고,
    R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
    m은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내며,
    n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 중합가능한 성분의 농도가 0.01% 이상 5% 이하인, 용도, LC 매질 또는 LC 디스플레이.
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