KR20180075581A - 액정 매질 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중합가능 화합물을 포함하는 액정(LC) 매질, 상기 액정 매질의 제조 방법, 상기 액정 매질의 광학, 전자-광학 및 전자적 목적, 특히 액정 디스플레이에 대한 용도, 및 상기 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
Description
본 발명은 중합가능 화합물을 포함하는 액정(LC) 매질, 상기 액정 매질의 제조 방법, 광학적, 전자-광학적 및 전자적 목적, 특히 가요성 액정 디스플레이에 있어서 상기 액정 매질의 용도, 및 상기 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
최근, 액정(LC) 혼합물은 액정 디스플레이를 기반으로 하는 가요성 기판의 실현을 위해 개발되어져 왔다. 이러한 액정 혼합물은 디스플레이에서 액정 층의 간격 거리 유지에 도움이 되는 중합체 형성을 가능을 가능하게 하는 반응성 중합체 전구물을 함유한다.
자유형 액정 디스플레이는 곧은 평면 패널 디스플레이와는 다른 영구적 형태, 예를 들어 곡면 형태를 가질 수 있거나, 심지어 가요성일 수 있다. 제1 유형의 가장 단순한 형태는 근래에 개발되어 왔고 향상된 시청 경험을 시청자에게 제공하는 곡면형 TV이다. 따라서, 1차원뿐 아니라 2차원 형태의 디스플레이를 제공하는 것이 가능하고, 예를 들어 자동차 대시보드 또는 광고 스크린에 사용될 수 있다.
또 다른 형태의 자유형 디스플레이인 가요성 디스플레이 또한 개발되어져 왔고, 가요성의 장점을 이용하는, 예를 들어 휴대 전화 또는 스마트 워치에 있어서의 용도를 위해 고안되어져 왔다. 추가로 잠재성 있는 적용례는 접을 수 있거나 말 수 있는 휴대전화, 및 그 크기로 인해 수송 및 적재를 위해 접을 수 있거나 말 수 있어야 하는 발표 또는 가정용 엔터테인먼트를 위한 특대형 스크린이다. 유리하게는, 그러한 장치는 통상적으로 비-가요성 액정 디스플레이에 사용되는 강성 유리 기판 대신 플라스틱 기판을 기반으로 한다.
또 다른 디스플레이 개념, '파손불가(unbreakable)' 디스플레이 또한 플라스틱 기판을 기반으로 하고 특히 튼튼함, 내구성 및 기계적 충격에 대한 내성을 특징으로 하는 디스플레이 디자인을 지칭한다. 해결되어야 하는 하나의 문제는 휴대장치가 이의 일상적인 사용 동안 갑자기 떨어지거나, 다르게는 손상되는 증가된 위험성을 갖는다는 것이다. 이러한 장치들의 높은 가격을 볼 때, 이러한 문제에 대한 해결은 매우 바람직하다.
따라서, 자유형 또는 파손불가 디스플레이에 대한 막대한 수요가 존재한다.
가요성 기판을 갖는 액정 디스플레이의 주요 기술 쟁점 중 하나는 액정 층 두께가 적절한 장치 작동에 매우 중요하다는 것이다. 정의된 액정 층 및 액정 물질의 특성의 적절한 조합은 화소가 흑색 상태와 광 전송 상태간으로 전환될 수 있음을 보장한다. 층 두께를 변경하는 경우, 기판간 간격 거리에 원치않는 간섭이 가시적인 광학적 결함을 야기할 수 있다. 따라서, 액정 층 두께가 굽힘 또는 가요성 플라스틱 기판의 강성 결여에 의해 영향을 받지 않음이 보장되어야 한다.
강성 유리 기판을 갖는 통상적인 액정 디스플레이에서, 일정한 층 두께를 정의하고 유지하기 위해 통상적으로 스페이서 입자가 첨가된다. 자유형 디스플레이에 가능한 해법은 압축에 저항하면서도 2개의 기판을 한 데 결합시킬 수 있는 지지 구조, 예를 들어 중합체 벽을 혼입함으로써 이러한 개념에 적응하는 것이다. 적합한 제조 방법은 중합체 벽 구조를 예비-제작하고, 액정 혼합물을 기판 상에 도포한 후 패널을 최상위 기판으로 폐쇄하는 것이다. 이러한 접근법의 잠재적인 문제는, 예를 들어 액정 혼합물의 도포가 지지 구조에 의해 방해되고, 최상위 기판에 대한 결합이 불충분할 수 있다는 것이다.
대안적인 해법은 디스플레이가 조립된 후 중합체 벽 구조를 광-리소그래피법에 의해 생성하는 것이다. 이는 중합체 벽 형성 과정을 나타내는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1의 (a)는 액정 호스트 분자(막대), 중합가능 단량체(점) 및 광-개시제(도시되지 않음)로 이루어진 액정 혼합물을 도시한다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 액정 혼합물은 디스플레이 내로 충전되거나, 액정 혼합물이 제1 기판 상에 도포되고 제2 기판이 최상부에 적용되고, UV 조사(화살표로 도시됨)가 포토마스크(photomask)를 통해 적용된다. 중합 유도된 상 분리가 중합체 벽이 도 1의 (c)에 도시된 마스크 패턴에 따라 조사된 영역에 형성되고, 화소 영역 내 액정 호스트 분자(막대)의 액정 층이 복원된다.
액정 디스플레이 적용을 위한 중합체 벽을 이러한 방법으로써 생성하는 원리는 문헌에 개시되어 있고 다양한 디스플레이 방식에 사용하도록 제안된 기지의 기술이다.
예를 들어, US 6130738 및 EP 2818534 A1은 액정 호스트 혼합물에 함유된 1 또는 2개의 중합가능 단량체로부터 형성된 중합체 벽을 포함하는 액정 디스플레이를 개시하고 있다.
그러나, 중합체 벽 형성을 갖는 가요성 액정 디스플레이에 최근 사용되는 액정 혼합물 및 단량체는 여전히 몇몇 단점을 가지며, 추가적인 향상의 여지를 남겨 놓고 있다.
예를 들어, 선행 기술에 사용되는 중합가능 화합물 및 액정 매질은 종종 중합체 벽과 액정 호스트 혼합물의 액정 분자간에 불충분한 상 분리를 나타내는 것으로 관찰되었다. 이는 한편으로 중합체 벽에서 액정 분자의 바람직하지 않은 포접을 야기하고, 다른 한편으로는 액정 호스트 혼합물에 용해되거나 분산된 중합체 분자의 양을 증가시키고, 이는 둘 다 디스플레이 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 중합체 벽에서 포획된 액정 분자는 디스플레이의 감소된 투명도 및 대비도, 상이한 전환 속도를 갖는 도메인의 형성에 기인하는 전기-광학적 반응의 점감, 및 중합체 벽의 기판에 대한 감소된 접착성을 야기할 수 있다. 다른 한편, 액정 호스트 혼합물 중 원치 않는 양의 중합체 분자는 액정 혼합물 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
또한, 중합체 벽의 두께가 종종 일정하지 않고 변경되어 불-균일한 화소 크기를 야기할 수 있음이 관찰되었다. 또한, 중합체 벽은 종종 여전히 한편으로는 기계적 압력에 대한 충분한 안정성을, 다른 한편으로는 충분한 탄력성을 나타내지 않는다. 또한, 중합체 벽은 종종 지나치게 두꺼워 디스플레이의 투명도 및 대비도를 감소시킨다.
따라서, 전술된 선행 기술에 사용되는 물질의 단점을 극복할 수 있는 액정 디스플레이에 사용하기 위한 향상된 액정 혼합물 및 단량체를 이용가능하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 전술된 단점을 갖지 않거나 단지 감소된 정도로만 갖는, 중합체 벽을 갖는 가요성 액정 디스플레이에 사용하기 위한 신규의 적합한 물질, 특히 중합가능 단량체를 포함하는 액정 호스트 혼합물을 제공하는 목표를 기반으로 한다.
특히, 본 발명은 중합체 벽의 형성을 시간- 및 비용-효과적 수단으로 가능하게 하고 대량 생산에 적합한, 중합가능 단량체를 포함하는 액정 매질을 제공하는 목표를 기반으로 한다. 형성된 중합체 벽은 액정 호스트 혼합물로부터 뚜렷한 상 분리를, 결함 또는 중합체 벽에 포획된 액정 분자가 없거나 감소된 양을 갖도록, 액정 호스트 혼합물에 용해된 중합체 분자가 없거나 감소된 양을 갖도록 나타내야 한다. 또한, 중합체 벽은 일정한 두께, 높은 탄력성, 기계적 압력에 대한 높은 안정성, 및 기판에 대한 훌륭한 접착성을 나타내야 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 비저항값, 높은 VHR값, 높은 신뢰도, 낮은 임계 전압, 짧은 반응시간, 높은 복굴절률을 나타내어야 하고, 훌륭한 UV 흡수율을 특별히 보다 긴 파장에서 나타내고, 이에 함유된 단량체의 빠르고 완전한 중합을 가능하게하고, 디스플레이의 잔상 발생을 감소시키거나 방지하여야 하는 가요성 디스플레이를 위한 향상된 액정 호스트 혼합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직면한 상태에서의 높은 투명도, 훌륭한 대비도, 높은 전환속도 및 큰 작동 온도범위를 나타내는 중합체 벽을 갖는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자유형 및 파손불가 플라스틱 기판 기반 액정 디스플레이를 위한 액정 디스플레이 기술을 가능하게 하는 향상된 기술적 해법을 제공하는 것이다.
상기 목적들은 이후로 기술되고 청구되는 물질 및 방법에 의한 본 발명에 따라 성취되었다.
따라서, 전술된 목표의 적어도 일부가 이후로 개시되고 청구되는 액정 호스트 혼합물 및 하나 이상의 중합가능 단량체를 포함하는 액정 매질로서, 중합가능 기 및 액정 매질로의 사이클로알킬 기를 갖는 액정 매질 사용함으로써 성취될 수 있음이 놀랍게도 발견되었다. 이러한 액정 매질을 사용함으로써, 일정한 두께를 갖는 중합체 벽, 및 상기 중합체 벽과 액정 호스트 혼합물 사이에 보다 나은 상 분리를 성취할 수 있음이 관찰되었다.
또한, 놀랍게도, 액정 매질에 함유된 중합가능 화합물은 또한 액정 디스플레이의 기판 사이의 일정한 셀 간격을 유지하는 스페이서를 형성하는 데에 사용될 수 있음이 발견되었다. 이는 선행 기술에 통상적으로 사용되는 스페이서 물질을 지원하거나 심지어는 대체할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 중합가능 화합물을 포함하고, 바람직하게는 이로 이루어진 중합가능 성분 A, 및 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 액정 화합물을 포함하고, 바람직하게는 이로 이루어진 이후로 "액정 호스트 혼합물"로도 지칭되는 액정 성분 B를 포함하는 액정 매질에 관한 것으로서, 상기 액정 성분은
8 내지 24개의 고리 원자를 갖는 1환 탄화수소 기, 및 이에 부착된 (정확히) 하나의 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제1 중합가능 화합물;
임의적으로, 1 내지 30개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 기, 3 내지 7개의 고리 원자를 갖는 1환 탄화수소 기, 또는 4 내지 30개의 C 원자를 갖는 2- 또는 다-환 탄화수소 기, 및 이에 부착된 (정확히) 하나의 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제2 중합가능 화합물;
임의적으로, 1 내지 30개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 탄화수소 기, 및 이에 부착된 2개 이상의 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제3 중합가능 화합물; 및
임의적으로 하나 이상의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 축합된 방향족 또는 헤테로 방향족 고리를 함유하는 고리 시스템, 및 이에 부착된 2개의 바람직하게는 상이한 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제4 중합가능 화합물
을 포함한다.
본 발명에 따른 액정 매질의 액정 성분 B는 이후로 액정 호스트 혼합물로도 지칭되고, 바람직하게는 중합불가능한 저분자량 화합물로부터만 선택된 액정 화합물을 함유하고, 임의적으로는 광개시제, 안정화제 또는 키랄 도판트와 같은 추가적인 첨가제를 함유한다.
또한, 본 발명은 전술 및 후술된 액정 매질 또는 액정 디스플레이에 관한 것이되, 중합가능 화합물 또는 성분 A의 화합물은 중합된다.
또한, 본 발명은 전술 및 후술된 액정 매질의 제조 방법으로서, 전술 및 후술된 액정 호스트 혼합물 또는 액정 성분 B를 전술 및 후술된 하나 이상의 중합가능 화합물, 임의적으로는 추가적인 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 액정 디스플레이, 바람직하게는 가요성 액정 디스플레이에 있어서 액정 매질의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술 및 후술된 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술 및 후술된 하나 이상의 중합가능 화합물 또는 중합가능 성분 A의 중합에 의해 수득되는 중합체 벽을 포함하거나, 전술 및 후술된 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술 및 후술된 하나 이상의 중합가능 성분 또는 중합가능 성분 A의 중합에 의해 수득되는 스페이서를 포함하거나, 전술 및 후술된 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이는 바람직하게는 가요성 액정 디스플레이, 바람직하게는 TN, OCB, IPS, FFS, posi-VA, VA 또는 UB-FFS 디스플레이이다.
또한, 본 발명은 또한 적어도 하나는 투광성인 2개의 기판, 기판 사이에 위치하고 각각의 기판에 제공되는 전극 또는 단지 하나의 기판에만 제공되는 2개의 전극, 전술 및 후술된 액정 매질의 층을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이고, 여기서 중합가능 화합물은 디스플레이의 기판 사이에서 중합된다.
본 발명은 또한 전술 및 후술된 액정 매질을 디스플레이의 기판 사이에 충전하거나 다르게는 제공하는 단계, 및 중합가능 화합물을 중합하는 단계를 포함하는, 전술 및 후술된 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이는 하나 또는 2개 모두의 기판에 적용되는 2개의 전극을, 바람직하게는 투명 층 형태로 갖는다. 일부 디스플레이에서, 예를 들어 VA 디스플레이에서, 하나의 전극은 2개의 기판 각각에 적용된다. 다른 디스플레이에서, 예를 들어 IPS 또는 UB-FFS 디스플레이에서, 2개 모두의 전극은 2개의 기판 중 하나에만 적용된다.
중합가능 성분의 중합가능 화합물은 바람직하게는 광-중합에 의해, 매우 바람직하게는 UV 광-중합에 의해 중합된다.
도 1은 종래 기술에 따른, 및 본 발명에 따른 디스플레이에서의 중합체 벽 형성 과정을 개략적으로 도시한다.
도 2 내지 9는 용도 실시예 1 내지 8에 따른 중합가능 혼합물 1 내지 8을 함유하는 시험 셀 각각의 중합 후 편광 현미경 이미지를 도시한다.
도 10 내지 18은 용도 실시예 9 내지 17에 따른 중합가능 혼합물 9 내지 17을 함유하는 시험 셀 각각의 중합 후(a), 기계적 응력 시험 후(b), 및 열 응력 시험 후(c)의 편광 현미경 이미지를 도시한다.
도 2 내지 9는 용도 실시예 1 내지 8에 따른 중합가능 혼합물 1 내지 8을 함유하는 시험 셀 각각의 중합 후 편광 현미경 이미지를 도시한다.
도 10 내지 18은 용도 실시예 9 내지 17에 따른 중합가능 혼합물 9 내지 17을 함유하는 시험 셀 각각의 중합 후(a), 기계적 응력 시험 후(b), 및 열 응력 시험 후(c)의 편광 현미경 이미지를 도시한다.
전술 및 후술된, 용어 "자유형 디스플레이"는 평면-평행 형태와 다른 영구적 형태, 예를 들어 곡면 형태를 갖는 디스플레이, 또는 가요성 디스플레이를 의미한다. 용어 "가요성 디스플레이"는, 예를 들어 곧은 유리 기판 대신 가요성 플라스틱 기판을 갖고 임의의 다른 곧은 층을 포함하지 않는 디스플레이와 같이 파손없이 굽힘이 가능한 디스플레이를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 용어 "곡면형 디스플레이"는 평면-평행형이 아닌 곡면형인 최상부 및 최하부를 갖는 디스플레이를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
전술 및 후술된 용어 "감소된 터치 무라 민감도(touch Mura sensitivity)를 갖는 편평 디스플레이"는 디스플레이의 전면 스크린을 터치함으로써 야기되는 불규칙한 광도 변화 결점이 감소된, 디스플레이를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
전술 및 후술된 바에서, 용어 "2- 또는 다-환 기"는 2개 이상의 융합 고리, 즉 하나 이상의 공통 원자를 공유하는 고리로 이루어진 기(상이한 고리에 속한 원자 사이의 공유 결합을 통해 연결된 고리와 대비됨)를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, 여기서 고리의 융합은
a) 이후로 "가교된 2- 또는 다-환 기"로서 또한 지칭되는 바와 같이, 예를 들어 바이사이클로[2.2.1]헵탄(노르보르난) 또는 트라이사이클로[3.3.3.1]테칸(아다만탄)에서와 같이 일련의 원자에 걸쳐,
b) 이후로 "융합 2- 또는 다-환 기"로서 또한 지칭되는 바와 같이, 예를 들어 바이사이클로[4.4.0]데칸(데칼린)에서와 같이 2개의 원자 사이의 결합에 걸쳐,
c) 이후로 "스피로환 기"로서 또한 지칭되는 바와 같이 스피로[4.5]데칸에서와 같이 단일 원자(스피로 아톰)에서 일어날 수 있다.
달리 지시되지 않는 한, 약어 "RM"은 전술 및 후술된 바에서 반응성 메소젠을 지칭할 때 사용된다.
전술 및 후술된 바에서, 하나의 중합가능 반응성 기를 갖는 중합가능 화합물 또는 RM은 "1-반응성"으로서 또한 지칭되고, 2개의 중합가능 반응성 기를 갖는 중합가능 화합물 또는 RM은 "2-반응성"으로 또한 지칭되고, 3개의 중합가능 반응성 기를 갖는 중합가능 화합물 또는 RM은 "3-반응성"으로 또한 지칭된다.
달리 지시되지 않는 한, 표현 "액정 혼합물은" 액정 호스트 혼합물(즉 RM 또는 중합가능 화합물이 없음)을 지칭할 때 사용되고, 표현 "액정 매질"은 액정 호스트 혼합물, 및 RM 또는 중합가능 화합물을 지칭할 때 사용된다.
달리 언급되지 않는 한, 중합가능 화합물 및 RM은 바람직하게는 비키랄 화합물로부터 선택된다.
본원에 사용된 용어 "능동 층" 및 "전환가능 층"은 구조적 및 광학적 이방성을 갖는 하나 이상의 분자, 예를 들어 액정 분자를 포함하는 전기-광학 디스플레이, 예를 들어 액정 디스플레이를 의미하고, 상기 분자는 그의 배향을 외부 자극, 예컨대 전기 또는 자기장에 따라 변화시켜 편광되거나 비-편광된 빛에 대한 층의 투과도 변화를 야기한다.
본원에 사용된 용어 "반응성 메소젠" 및 "RM"은 메소젠 또는 액정 골격, 및 그에 부착된, 중합에 적합하고 "중합가능 기" 또는 "P"로도 지칭되는 하나 이상의 작용기를 갖는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
달리 언급되지 않는 한, 본원에 사용된 용어 "중합가능 화합물"은 중합가능 단량체 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "저분자량 화합물"은 단량체이고/거나 중합 반응에 의해 제조되지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이고, 이는 "중합체 화합물" 또는 "중합체"와 상반된다.
본원에 사용된 용어 "중합불가 화합물"은 RM 또는 중합가능 화합물의 중합에 통상적으로 적용되는 조건 하에서 중합에 적합한 작용기를 함유하지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 용어 "메소젠 기"는 당업자에게 공지되어 있으며 문헌에 기술되어 있고, 끌어당기는 상호작용 및 밀어내는 상호작용의 이방성으로 인해 본질적으로 저분자량 또는 중합체 물질에서 액정 상을 야기하는 기를 의미한다. 메소젠 기를 함유하는 화합물(메소젠 화합물)은 필연적으로 그 자체로 액정 상을 갖지는 않는다. 또한, 메소젠 화합물은 다른 화합물과 혼합된 후에만, 및/또는 중합 후에만, 액정 상 거동을 나타낼 수 있다. 전형적인 메소젠 기는, 예를 들어, 강성 막대- 또는 원반-모양 단위이다. 매소젠 또는 액정 화합물과 관련하여 사용되는 용어 및 정의의 개관은 문헌[Pure Appl . Chem . 2001, 73(5), 888] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 기술되어 있다.
이후로 본원에 사용된 "Sp"로 또한 지칭되는 용어 "스페이서 기"는 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다(예를 들어 문헌[Pure Appl . Chem . 2001, 73(5), 888] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew . Chem . 2004, 116, 6340-6368] 참조). 본원에 사용된 용어 "스페이서 기" 또는 "스페이서"는 메소젠 기와 중합가능 기를 중합가능 메소젠 화합물에서 연결하는 가요성 기, 예를 들어 알킬렌 기를 의미한다.
전술 및 후술된 바에서,
전술 및 후술의 "유기 기"는 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.
"탄소 기"는 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 단일- 또는 다-원자가 유기기를 나타내고, 여기서 이 둘 중 어느 하나는 추가의 원자(예컨대 -C≡C-)를 함유하지 않거나 임의적으로는 하나 이상의 추가 원자, 예컨대 N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge(예를 들어 카보닐 등)를 함유한다. 용어 "탄화수소 기"는 하나 이상의 H 원자, 임의적으로는 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대 N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 추가로 함유하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
-CO-, -C(=O)- 및 -C(O)-는 카보닐 기, 즉 
를 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는 포화 또는 불포화 기일 수 있다. 불포화 기는, 예를 들어 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개의 C 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 환일 수 있고, 또한 스피로 연결 또는 축합된 고리를 함유할 수 있다.
용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한 다-원자가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.
용어 "아릴"은 방향족 탄소 기 또는 그로부터 유도된 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택된, 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 상기 정의된 "아릴"을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 20개, 매우 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환, 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 및 알콕시카보닐옥시, 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시, 또는 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 및 아릴옥시카보닐옥시이고, 여기서 하나 이상의 C 원자는 또한, 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택된, 헤테로원자로 대체될 수 있다.
추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C20 알킬, C2-C20 알켄일, C2-C20 알킨일, C3-C20 알릴, C4-C20 알킬다이엔닐, C4-C20 폴리엔일, C6-C20 사이클로알킬, C4-C15 사이클로알켄일, C6-C30 아릴, C6-C30 알킬아릴, C6-C30 아릴알킬, C6-C30 알킬아릴옥시, C6-C30 아릴-알킬옥시, C2-C30 헤테로아릴 및 C2-C30 헤테로아릴옥시이다.
C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, C6-C25 아릴 및 C2-C25 헤테로아릴이 특히 바람직하다.
추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 단일- 또는 다-치환된 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환 알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 0 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(Rx)=C(Rx)-, -C≡C-, -N(Rx)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-으로 대체될 수 있고;
Rx는 H, F, Cl, CN, 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환 알킬 쇄, 여기서 추가로 하나 이상의 비-인접 C 원자는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있고, 또는 2 내지 30개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.
바람직한 알킬 기는, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로-펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로-메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로-헥실 등이다.
바람직한 알켄일 기는, 예를 들어 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.
바람직한 알킨일 기는, 예를 들어 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.
바람직한 아미노 기는, 예를 들어 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 단일환 또는 다환일 수 있다, 즉 이들은 또한 융합(예컨대 나프틸) 또는 공유결합(예컨대 바이페닐)할 수 있는 하나의 고리(예컨대 페닐) 또는 2개의 고리를 함유할 수 있거나, 융합 고리와 연결 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택된, 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
융합 고리를 임의적으로 함유하고 임의적으로 치환된 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 단일-, 2- 또는 3-환 아릴 기, 및 5 내지 25개의 C 원자를 갖는 단일-, 2- 또는 3-환 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 또한, 5-, 6- 또는 7-원 아릴 및 헤테로아릴 기가 바람직하고, 여기서 추가로 하나 이상의 CH 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 N, S 또는 O로 대체될 수 있다.
바람직한 아릴 기는, 예를 들어 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1'']터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 9,10-다이하이드로-페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등이다.
바람직한 헤테로아릴 기는, 예를 들어 5-원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 6-원 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 축합된 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프트이미다졸, 페난트리미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤족사졸, 나프트옥사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹스아진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜, 또는 이 기들의 조합이다.
전술 및 후술된 아릴 및 헤테로아릴 기는 또한 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬 또는 추가 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.
(비-방향족) 지환 및 헤테로환 기는 포화 고리(즉 단일결합을 배제적으로 함유하는 것), 및 또한 부분 불포화 고리(즉 다중결합을 또한 함유할 수 있는 것)을 모두 포함한다. 헤테로환 고리는, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택된, 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
(비-방향족) 지환 및 헤테로환 기는 단일환(즉 단지 하나의 고리만을 함유함)(예컨대 사이클로헥산) 또는 다환(즉 복수의 고리를 함유함)(예컨대 데카히드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)일 수 있다. 포화 기가 특히 바람직하다. 또한 융합 고리를 임의적으로 함유하고 임의적으로 치환될 수 있는 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 단일-, 2- 또는 3-환 기가 바람직하다. 또한, 5-, 6-, 7- 또는 8-원 탄소환 기가 바람직하고, 여기서 추가로 하나 이상의 C 원자는 Si로 대체될 수 있고/거나 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체되고/거나 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있다.
바람직한 지환 및 헤테로환 기는, 예를 들어 5-원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘, 6-원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘, 7-원 기, 예컨대 사이클로헵탄, 및 융합 기, 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로-[1.1.1]-펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로-[3.3]-헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.
바람직한 치환기는, 예를 들어 용해도-촉진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자를 끄는 기, 예컨대 불소, 질소 또는 니트릴 또는 중합체에서 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키는 치환기, 특히 부피가 큰 기, 예컨대 t-부틸 또는 임의적으로 치환된 아릴 기이다.
이후로 Ls로 또한 지칭되는 바람직한 치환기는, 예를 들어 F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 각각 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 임의적으로 대체될 수 있고, 또는 6 내지 25개, 바람직하게는 6 내지 15개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴이고;
여기서 Rx는 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환 알킬이고, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 0 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 임의적으로 대체되고, 하나 이상의 H 원자는 각각 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 임의적으로 대체되고;
Y1은 할로겐을 나타낸다.
"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는 할로겐 -CN, R0, -OR0, -CO-R0, -CO-O-R0, -O-CO-R0 or -O-CO-O-R0로 치환된 실릴 또는 아릴을 의미하고, 여기서 R0는 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
특히 바람직한 치환기 L은, 예를 들어 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 추가로는 페닐이다.
중합가능 기 P, P1 또는 P2는 중합반응, 예컨대 유리-라디칼 또는 이온성 쇄 중합, 다첨가 또는 다축합, 또는 중합체-유사 반응, 예를 들어 주 중합체 쇄로의 첨가 또는 축합에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히 C=C 이중결합 또는 -C≡C- 삼중결합을 함유하는 것, 및 고리 개방을 갖는 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드 기가 특히 바람직하다.
바람직한 기 P, P1 또는 P2는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-, 
, CH2=CW2-(O)k3-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH3-CH=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W4W5W6Si-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl, CH3 또는 C2H5를 나타내고, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬를 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe은 P-Sp- 이외에 상기 정의된 하나 이상의 라디칼 L로 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3은 바람직하게는 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
매우 바람직한 기 P, P1 또는 P2는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-, 
, CH2=CW2-O-, CH2=CW2-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH- 및 W4W5W6Si-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐 또는 1 내지 5개의 C 원자, 특히 H, F, Cl, CH3 또는 C2H5를 나타내고, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬를 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe는 P-Sp- 이외에 상기 정의된 하나 이상의 라디칼 L로 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3은 바람직하게는 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
매우 특히 바람직한 기 P는 CH2=CW1-CO-O-, 특히 CH2=CH-CO-O-, CH2=C(CH3)-CO-O- 및 CH2=CF-CO-O-, 추가로는 CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-O-CO-, (CH2=CH)2CH-O-, 
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
추가로 바람직한 중합가능 기 P, P1 및 P2는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 에타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드로 이루어진 군으로부터, 가장 바람직하게는 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트로부터 선택된다.
Sp, Sp1 또는 Sp2가 단일결합과 상이한 경우, 이는 바람직하게는 화학식 Sp"-X"의 것이기에 개별적인 라디칼 P-Sp-는 P-Sp"-X"-와 동일하고, 여기서
Sp"는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 임의적으로 단일- 또는 다-치환된 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬렌을 나타내고, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 0 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -NH-, -N(R0)-, -Si(R0R00)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R00)-CO-O-, -O-CO-N(R0)-, -N(R0)-CO-N(R00)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고;
X"는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R0)-, -N(R0)-CO-, -N(R0)-CO-N(R00)-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR0-, -CY2=CY3-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일결합을 나타내고;
R0 및 R00는 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고;
Y2 및 Y3은 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.
X"는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -NR0-CO-NR00- 또는 단일결합이다.
전형적인 스페이서 기 Sp, Sp1 또는 Sp2 및 -Sp"-X"-는, 예를 들어 -(CH2)p1-, -(CH2CH2O)q1-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiR0R00-O)p1-이고, 여기서 P1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이고, R0 및 R00는 상기 지시된 의미를 갖는다.
특히 바람직한 기 Sp, Sp1 또는 Sp2 및 -Sp"-X"-는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O-, -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 여기서 p1 및 q1은 상기 지시된 의미를 갖는다.
특히 바람직한 기 Sp"는 각각의 경우 직쇄, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노-에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 중합가능 기 및 8개 구성원 이상의 1환 탄화수소 기를 갖는 하나 이상의 제1 중합가능 화합물; 중합가능 기 및 직쇄, 분지쇄 또는 8개 구성원 미만의 1환 탄화수소기를 포함하는 하나 이상의 제2 중합가능 화합물; 및 2개 이상의 중합가능 기 및 직쇄, 분지쇄 또는 1환 탄화수소 기를 포함하는 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 포함하는 중합가능 성분 A를 함유한다.
제1, 제2 및 제3 중합가능 화합물에 함유된 탄화수소 기는 바람직하게는 비-방향족 기이다.
바람직하게는, 제1 중합가능 화합물에서 1환 탄화수소 기는 화학식 I에 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된 8 내지 24개의 고리 원자, 바람직하게는 8 내지 18개의 고리 원자를 갖는 사이클로알킬 기이되, 하나 이상의 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 인접하지 않도록 -O- 및/또는 -CO-로 임의적으로 대체된다.
바람직하게는, 액정 매질의 성분 A는 하기 화학식 I의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제1 중합가능 화합물을 포함한다:
P-Sp-G1 I
상기 식에서,
P는 중합가능 기이고;
Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합이고;
G1은 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된 8 내지 24개의 고리 원자, 바람직하게는 8 내지 18개의 고리 원자를 갖는 1환 탄화수소 기이고;
L은 F, Cl, -CN, -NO2 , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의적으로 치환된 실릴, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 1 내지 25개의 C 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이되, 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 추가로 하나 이상의 H 원자는 F, Cl 또는 -CN으로 대체될 수 있고;
Rx는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬이되, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 각각 임의적으로 대체될 수 있고;
R0 및 R00은 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬이고;
Y1은 할로겐, 바람직하게는 F 또는 Cl이다.
P는 바람직하게는 아크릴레이트, 메트아크릴레이트 또는 옥세탄, 매우 바람직하게는 아크릴ㄹ레이트 또는 메트아크릴레이트이다.
Sp는 바람직하게는 화학식 Sp"-X"를 갖기에, 각각의 라디칼 P-Sp-는 P-Sp"-X"와 동일하되, Sp" 및 X"는 상기 정의된 바와 같다.
Sp는 매우 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이되, p1은 1 내지 12의 정수이다.
L은 바람직하게는 F, Cl, -CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄이되, 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 추가로 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있다.
L은 매우 바람직하게는 F, -CN, 및 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시로부터 선택되고, 임의적으로 불화되고, 바람직하게는 F, Cl, CN, CH3, OCH3, OCF3, OCF2H 또는 OCFH2, 매우 바람직하게는 F이다.
G1은 바람직하게는 사이클로옥틸, 사이클로노닐, 사이클로데실, 사이클로운데실, 사이클로도데실, 사이클로트라이데실, 사이클로테트라데실, 사이클로펜타데실, 사이클로헥사데실, 사이클로헵타데실 및 사이클로옥타데실로 이루어진 군으로부터 선택되고, 모두 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된다.
화학식 I의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
P 및 Sp는 화학식 I에 정의된 의미 또는 상기 및 하기 정의된 바람직한 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 I의 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
바람직하게는, 액정 매질의 성분 A는 하기 화학식 II의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함한다:
P-Sp-G2 II
상기 식에서,
P 및 Sp는 화학식 I에 정의된 의미 또는 화학식 I에 대하여 상기 및 하기 정의된 바람직한 의미 중 하나를 갖고;
G2는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 기, 또는 3 내지 7개의 C 원자를 갖는 1환 알킬 기이고, 임의적으로 1-, 다- 또는 과-불화되고, 화학식 I에서 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환되되, 하나 이상의 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 인접하지 않도록 대체된다.
화학식 II의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 서로 각각 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게
P 및 Sp는 화학식 I에 정의된 의미 또는 상기 및 하기 주어진 바람직한 의미 중 하나를 갖고;
W11 및 W12는 H, F, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C12-알킬이고;
W13 및 W14는 H 또는 F이고;
n1은 2 내지 15의 정수이고;
n2 및 n3은 0, 또는 1 내지 3의 정수이다.
화학식 II의 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
W는 H, CH3 또는 C2H5이고;
W11, W12, W13, W14, n1, n2 및 n3은 화학식 II1 및 II2에 정의된 바와 같고, n4는 0, 또는 1 내지 15의 정수이고;
s는 0 또는 1이고;
s가 1인 경우 n4는 0이 아니다.
화학식 II의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 A는 중합가능 기, 및 4 내지 30개의 고리 원자, 바람직하게는 6 내지 25개의 고리 원자를 갖는 바람직하게는 비-방향족 탄화수소 기인 2- 또는 다-환 탄화수소 기를 포함하는 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함한다.
바람직하게는, 이러한 바람직한 양태에 따른 액정 매질의 성분 A는 화학식 II의 화합물에 추가로 또는 다르게 하기 화학식 IIA의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함한다:
P-Sp-G2A IIA
상기 식에서,
P 및 Sp는 화학식 I에 정의된 의미 또는 화학식 I에 대하여 상기 및 하기 정의된 바람직한 의미 중 하나를 갖고;
G2A는 하나 이상의 L로 임의적으로 치환된 4 내지 30개의 고리 원자, 바람직하게는 6 내지 25개의 고리 원자를 갖는 바람직하게는 가교되거나 융합된 2- 또는 다-환 탄화수소 기이다.
바람직하게는, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 2-, 3- 또는 4-환 기이다.
바람직하게는, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 가교된 2- 또는 다-환 탄화수소 기(즉 융합된 탄화수소 고리, 바람직하게는 융합된 사이클로알킬 고리로 이루어짐)이고, 여기서 융합은, 예컨대 바이사이클로[2.2.1]헵탄(노르보르난), 바이사이클로[2.2.2]옥탄 또는 트라이사이클로[3.3.3.1]데칸(아다만탄)에서와 같이 일련의 (교두보(bridgehead)) 원자, 바람직하게는 양각(bibodal) 가교에 걸쳐 일어난다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는는 가교된 2- 또는 다-환 탄화수소 기(즉 융합된 탄화수소 고리, 바람직하게는 융합된 사이클로알킬 고리로 이루어짐)이고, 여기서 융합은, 예컨대 바이사이클로[3.2.0]헵탄 또는 바이사이클로[4.4.0]데칸(데칼린)에서와 같이 2개의 원자 간의 결합에 걸쳐 일어난다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 스피로환 기(즉 융합된 탄화수소 고리, 바람직하게는 융합된 사이클로알킬 고리로 이루어짐)이고, 여기서 융합은, 예컨대 스피로[3.3]헵탄 또는 스피로[4.5]데칸에서와 같이 단일 원자(스피로 원자)에서 일어난다.
2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 하나 이상의 치환기, 바람직하게는 상기 및 하기 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된다.
바람직하게는, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 바이사이클로[1.1.1]펜틸, 바이사이클로[2.1.1]헥실, 바이사이클로[2.2.1]헵틸(노르보르닐), 바이사이클로[3.2.1]옥틸, 바이사이클로[2.2.2]옥틸, 바이사이클로[3.2.2]노닐, 바이사이클로[3.3.1]노닐, 바이사이클로[3.3.2]데실, 바이사이클로[3.3.3]운데실, 트라이사이클로[3.3.3.1]데실(아다만틸), 트라이사이클로[5.2.1.0]데실 (테트라하이드로다이사이클로펜타다이일), 바이사이클로[2.1.0]펜틸, 바이사이클로[2.2.0]헥실, 바이사이클로[3.2.0]헵틸, 바이사이클로[4.2.0]옥틸, 바이사이클로[3.3.0]옥틸, 바이사이클로[4.3.0]노닐, 바이사이클로[4.4.0]데실(데칼린), 스피로[2.2]펜틸, 스피로[3.2]헥실, 스피로[3.3]헵틸, 스피로[4.3]옥틸, 스피로[4.4]노닐, 스피로[4.5]데실로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이들 모두는 상기 및 하기 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된다.
매우 바람직하게는, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 바이사이클로[1.1.1]펜틸, 바이사이클로[2.1.1]헥실, 바이사이클로[2.2.1]헵틸(노르보르닐), 바이사이클로[3.2.1]옥틸, 바이사이클로[2.2.2]옥틸, 바이사이클로[3.2.2]노닐, 바이사이클로[3.3.1]노닐, 바이사이클로[3.3.2]데실, 바이사이클로[3.3.3]운데실, 트라이사이클로[3.3.3.1]데실(아다만틸)로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이들 모두는 상기 및 하기 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된다.
가장 바람직하게는, 2- 또는 다-환 탄화수소 기 또는 기 G2A는 바이사이클로[2.2.1]헵틸(노르보르닐), 바이사이클로[2.2.2]옥틸, 트라이사이클로[3.3.3.1]데실(아다만틸)로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이들 모두는 상기 및 하기 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된다.
화학식 IIA의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 P-Sp-를 나타내거나, 상기 RX에 대하여 규전된 의미 중 하나를 갖고, 화학식 IIAA 내지 IIAC 각각에서 기 R 중 하나 이상은 P-Sp-를 나타낸다.
화학식 IIA의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
P 및 Sp는 화학식 IIA에서 정의된 의미 또는 상기 정의된 바람직한 의미 중 하나를 갖고;
W11, W12 및 W13은 서로 독립적으로 H, F 또는 C1-C12-알킬, 바람직하게는 메틸이고, 사이클로알킬 기는 상기 정의된 하나 이상의 L로 임의적으로 치환된다.
화학식 IIA의 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
n은 0, 또는 1 내지 8의 정수이고,
W는 H, CH3 또는 C2H5이고;
W11, W12 및 W13은 H, F 또는 C1-C12-알킬, 바람직하게는 메틸이다.
화학식 IIA의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
바람직하게는, 액정 매질의 성분 A는 하기 화학식 III의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 포함한다:
P1-Sp1-G3-Sp2-P2 III
상기 식에서,
P1 및 P2는 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 중합가능 기를 나타내고;
SP1 및 SP2는 서로 독립적으로, 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고;
G3은 임의적으로 1-, 다- 또는 과-불화되고 화학식 I에 정의된 하나 이상의 기 P-Sp- 또는 L로 임의적으로 치환된 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 기이되, 하나 이상의 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 인접되지 않도록 -O-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체된다.
P1 및 P2는 바람직하게는 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 에트아크릴레이트 및 비닐옥시 기로부터 선택된다.
추가로 바람직하게는, 화학식 III의 P1 및 P2 중 하나는 비닐옥시이고 다른 하나는 아크릴레이트, 메트아크릴레이트 또는 에트아크릴레이트, 가장 바람직하게는 메트아크릴레이트이다.
화학식 III의 Sp1 및 Sp2는 바람직하게는 단일 결합을 나타낸다.
제3 중합가능 화합물의 탄화수소 기 또는 기 G3이 환 기인 경우, 이는 바람직하게는 1환 사이클로알킬이고, 이는 바람직하게는 5 내지 7개의 고리 원자를 갖고, 상기 및 하기 정의된 기 L로 임의적으로 치환된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 제3 중합가능 화합물의 탄화수소 기 또는 기 G3은 2-, 3- 또는 4-환 기이고, 바람직하게는 4 내지 30개의 C 원자를 갖고, 이는 상기 및 하기 정의된 기 L로 임의적으로 치환된다. 제3 중합가능 화합물의 바람직한 2-, 3- 또는 4-환 기 또는 기 G3은 화학식 IIA의 G2A의 의미 중 하나 또는 상기 정의된 바람직한 의미를 갖는 것이다.
화학식 III의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
W11은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 H, F 또는 C1-C12-알킬이고;
n1은 2 내지 15의 정수이고;
n2 및 n3은 서로 독립적으로 0, 또는 1 내지 3의 정수이고;
n4는 0, 또는 1 내지 15의 정수이고;
n5는 3 또는 4이고;
화학식 III2의 사이클로헥실렌 고리는 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 W11로 치환된다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 A는 하나 이상의 화학식 III 또는 이의 하위-화학식의 화합물을 포함하되, P1 및 P2는 상이한 중합가능 기이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 A는 하나 이상의 화학식 III의 화합물 또는 이의 하위-화학식의 화합물을 포함하되, P1 및 P2는 동일한 중합가능 기이다.
제3 중합가능 화합물에서, 중합가능 기는 바람직하게는 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 에트아크릴레이트 및 비닐옥시 기로부터 선택된다. 매우 바람직하게는, 중합가능 기 중 하나는 비닐옥시이고 다른 하나는 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트, 가장 바람직하게는 메트아크릴레이트이다.
화학식 III의 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
W는 H, CH3 또는 C2H5이고;
W11, n1, n2 및 n4는 화학식 III1 내지 III4에 정의된 바와 같고;
화학식 III2a 내지 III2c의 사이클로헥실렌 고리는 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 W11로 임의적으로 치환된다.
화학식 III의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
화학식 III의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
화학식 III의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 A는 제3 중합가능 화합물에 추가로 또는 다르게 하나 이상의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 축합된 방향족 또는 헤테로 방향족 고리를 함유하는 고리 시스템, 및 이에 부착된 2개의 바람직하게는 서로 상이한 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제4 중합가능 화합물을 포함한다.
상기 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IV의 화합물로부터 선택된다:
P1-Sp1-B1-(Zb-B2)m-Sp2-P2 IV
상기 식에서,
P1, P2, Sp1 및 Sp2는 화학식 III에 정의된 바와 같고;
B1 및 B2는 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 융합된 고리를 또한 함유할 수 있고 비-치환되거나 화학식 I에 정의된 L로 1- 또는 다-치환된 4 내지 25개의 고리 원자를 갖는 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환족 기이되, B1 및 B2 중 하나 이상은 방향족 또는 헤테로방향족 기를 나타내고;
Zb는 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n11-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 또는 단일 결합이고;
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고;
m은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고;
n11은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다.
화학식 IV의 특히 바람직한 화합물은 B1 및 B2가 각각 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 페난트렌-2,7-다이일, 9,10-다이하이드로페난트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 플루오렌-2,7-다이일, 쿼마린, 플라본을 나타내거나(추가로 상기 기에서 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음), 사이클로헥산-1,4-다이일을 나타내거나(추가로 하나 이상의 CH2 기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있음), 1,4-사이클로헥센일렌, 바이사이클로-[1.1.1]-펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]-헵탄-2,6-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 인단-2,5-다이일 또는 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일을 나타내는 것이되, 모든 상기 기는 비-치환되거나 상기 정의된 L로 1- 또는 다-치환될 수 있다.
화학식 IV의 매우 특히 바람직한 화합물은 B1 및 B2가 각각 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일을 나타내는 것들이다.
화학식 IV의 추가로 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-이고;
Z2 및 Z3은 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n11-이되, n11은 2, 3 또는 4이고;
r은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
s는 0, 1, 2 또는 3이고;
t는 0, 1 또는 2이다.
화학식 IV2 및 IV3의 2-반응성 화합물이 특별히 바람직하다.
화학식 IV1 내지 IV13에서 기 
는 바람직하게는
상기 식에서,
L은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 상기 및 하기 정의된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, C(CH3)3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5 또는 P-Sp-, 매우 바람직하게는 F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, COCH3 또는 OCF3, 보다 바람직하게는 F, Cl, CH3, OCH3, COCH3, CF3 또는 OCF3, 특별히 F 또는 CH3이다.
화학식 IV1 내지 IV13의 바람직한 화합물은 P1 및 P2 중 하나가 비닐 옥시 기를 나타내고, 다른 하나가 아크릴레이트, 메트아크릴레이트 또는 에트아클레이트 기, 매우 바람직하게는 메트아크릴레이트 기를 나타내는 것이다.
화학식 IV1 내지 IV13의 추가로 바람직한 화합물은 Sp1 및 Sp2가 단일 결합인 것이다.
화학식 IV1 내지 IV13의 추가로 바람직한 화합물은 Sp1 및 Sp2 중 하나가 단일 결합이고, 다른 하나가 단일 결합과는 상이한 것이다.
IV1 내지 IV13의 추가로 바람직한 화합물은 단일 결합과 상이한 기 Sp1 및 Sp2가 -(CH2)s1-X"-이되 s1이 1 내지 6의 정수, 바람직하게는 2, 3, 4 또는 5이고, X"이 벤젠 고리로의 연결이고, -O-, -O-CO-, -CO-O, -O-CO-O- 또는 단일 결합인 것이다.
화학식 IV의 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
액정 매질 중 제1 중합가능 화합물, 특별히 화학식 I의 화합물의 농도는 바람직하게는 0.5 내지 20%, 매우 바람직하게는 1 내지 18%, 가장 바람직하게는 2 내지 15%이다.
액정 매질 중 제2 중합가능 화합물, 특별히 화학식 II의 화합물의 농도는 바람직하게는 0.5 내지 15%, 매우 바람직하게는 1 내지 12%, 가장 바람직하게는 2 내지 10%이다.
액정 매질 중 제3 중합가능 화합물, 특별히 화학식 III의 화합물의 농도는 바람직하게는 0.05 내지 5%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 3%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 2%이다.
액정 매질 중 제4 중합가능 화합물, 특별히 화학식 IV의 화합물의 농도는 바람직하게는 0.05 내지 5%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 3%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 2%이다.
액정 매질 중 제1, 제2, 제3 및 제4 중합가능 화합물, 특별히 화학식 I, II, III 및 IV의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 1 내지 30 중량%, 매우 바람직하게는 1 내지 25 중량%이다.
본 발명의 제1의 바람직한 양태에서, 액정 매질 중 제1, 제2, 제3 및 제4 중합가능 화합물, 특별히 화학식 I, II, III 및 IV의 화합물의 총 농도는 10 내지 20 중량%이다.
본 발명의 제2의 바람직한 양태에서, 액정 매질 중 제1, 제2, 제3 및 제4 중합가능 화합물, 특별히 화학식 I, II, III 및 IV의 화합물의 총 농도는 5 내지 10 중량%이다.
본 발명의 제3의 바람직한 양태에서, 액정 매질 중 제1, 제2, 제3 및 제4 중합가능 화합물, 특별히 화학식 I, II, III 및 IV의 화합물의 총 농도는 1 내지 5 중량%이다.
액정 매질 중 제1 중합가능 화합물 또는 화학식 I의 화합물 대 제2 중합가능 화합물 또는 화학식 II의 화합물의 비는 바람직하게는 50:1 내지 1:50, 매우 바람직하게는 10:1 내지 1:10, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4이다.
액정 매질 중 (정확히) 하나의 중합가능 기를 갖는 제1 및 제2 중합가능 화합물, 또는 화학식 I 및 II의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 5 내지 30 중량%이다.
액정 매질 중 (정확히) 2개의 중합가능 기를 갖는 제3 및 제4 중합가능 화합물, 또는 화학식 III 및 IV의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 5 내지 30 중량%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 가장 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%이다.
중합가능 성분 A가 1, 2 또는 3개의 제1 중합가능 화합물, 바람직하게는 화학식 I의 화합물, 1, 2 또는 3개의 제2 중합가능 화합물, 바람직하게는 화학식 II의 화합물, 1, 2 또는 3개의 제3 중합가능 화합물, 바람직하게는 화학식 III의 화합물, 임의적으로 1, 2 또는 3개의 제4 중합가능 화합물, 바람직하게는 화학식 IV의 화합물을 포함하는, 액정 매질이 바람직하다.
전술된 중합가능 성분 A 이외에도, 본 발명에 따른 액정 매질은 중합불가능한 저분자량 화합물로부터 선택된 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상의 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 B, 또는 액정 호스트 혼합물을 포함한다. 상기 액정 화합물은 중합가능 화합물의 중합에 적용되는 조건 하의 중합 반응에 안정하고/거나 비-반응성인 것으로 선택된다.
액정 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 네마틱 액정 상을 갖고, 바람직하게는 키랄 액정 상을 갖지 않는, 액정 매질이 바람직하다.. 액정 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 바람직하게는 네마틱 액정 혼합물이다.
또한, 비-키랄 중합가능 화합물, 및 성분 A 및/또는 B의 화합물이 비-키랄 화합물로 이루어진 군으로부터 배타적으로 선택된, 액정 매질에 주어진다.
바람직하게는, 액정 매질 중 액정 성분 B의 비율은 70 내지 95 중량%이다.
본 발명의 액정 매질 및 액정 호스트 혼합물은 20℃에서 바람직하게는 80 K 이상, 매우 바람직하게는 100 K 이상의 네타틱 상 범위, 및 바람직하게는 250 mPa·s 이하, 매우 바람직하게는 200 mPa·s 이하의 회전 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 액정 매질 및 액정 호스트 혼합물의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.07 내지 0.15, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.15이다.
본 발명의 제1의 바람직한 양태에서, 액정 매질은 양의 유전 이방성 Δε를 갖는 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물을 함유한다.
이러한 액정 매질은 TN, OCB-, posi-VA-, IPS- 또는 FFS-디스플레이 또는 Δε가 0 초과인 액정 물질을 사용하는 관련 방식에서 사용하기에 적합하다.
상기 제1의 바람직한 양태에 따른 액정 매질 및 액정 호스트 혼합물은 20℃ 및 1kHz에서 +2 내지 +30, 특히 바람직하게는 +3 내지 +20의 양의 유전 이방성 Δε를 갖는다.
특히 바람직함은 상기 제1의 바람직한 양태의 액정 매질에 주어지고, 여기서 액정 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 화학식 A 및 B로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게
이고;
R21 및 R31은 서로 독립적으로 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이고, 이는 모두 임의적으로 불화되고;
X0은 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시이고;
Z31은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합이고;
L21, L 22, L31 또는 L 32는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
g는 0, 1, 2 또는 3이다.
화학식 A 및 B의 화합물에서, X0은 바람직하게는 F, Cl, CF3, CHF2, OCF3, OCHF2, OCFHCF3, OCFHCHF2, OCFHCHF2, OCF2CH3, OCF2CHF2, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCF2CF2CF3, OCF2CF2CClF2, OCClFCF2CF3 또는 CH=CF2, 매우 바람직하게는 F 또는 OCF3, 가장 바람직하게는 F이다.
화학식 A 및 B의 화합물에서, R21 및 R31은 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 및 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일로부터 선택된다.
화학식 A 및 B의 화합물에서, g는 바람직하게는 1 또는 2이다.
화학식 B의 화합물에서, Z31은 바람직하게는 COO, 트랜스-CH=CH 또는 단일 결합, 매우 바람직하게는 COO 또는 단일 결합니다.
바람직하게는, 액정 매질의 성분 B는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 A의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
A21, R21, X0, L21 및 L22는 화학식 A에 정의된 의미를 갖고;
A, L23 및 L24는 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 A1 및 A2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 A1의 특히 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21, X0, L21 및 L22는 화학식 A1에 정의된 의미를 갖고;
A1, L23, L24, L25 및 L26은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 A1의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21은 화학식 A1에 정의된 바와 같다.
화학식 A2의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21, X0, L21 및 L22는 화학식 A2에 정의된 의미를 갖고;
L23, L24, L25 및 L26은 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 A2의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21 및 X0는 화학식 A2에 정의된 바와 같다.
화학식 A3의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21, X0, L21 및 L22는 화학식 A3에 정의된 의미를 갖고;
X0는 바람직하게는 F이다.
화학식 A4의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21은 화학식 A4에 정의된 바와 같다.
바람직하게는, 액정 매질의 성분 B는 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식 B의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
g, A31, A32, R31, X0, L31 및 L32는 화학식 B에 정의된 의미를 갖고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 B1 및 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31, X0, L31 및 L32는 B1에 정의된 의미를 갖고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 B1a의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B1에 정의된 바와 같다.
화학식 B1b의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B1에 정의된 바와 같다.
화학식 B2의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31, X0, L31 및 L32는 화학식 B2에 정의된 의미를 갖고;
L33, L34, L35 및 L36은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 B2의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2b의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2c의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2d 및 B2e의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2f의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2g의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2h의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2i의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2k의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B2l의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B2에 정의된 바와 같다.
화학식 B1 및/또는 B2의 화합물 대신 또는 이에 추가로, 액정 매질의 성분 B는 하나 이상의 상기 정의된 화학식 B3의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 B3의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R31은 화학식 B3에 정의된 바와 같다.
바람직하게는, 액정 매질의 성분 B는 화학식 A 및/또는 B의 화합물에 추가로 하나 이상의 하기 화학식 C의 화합물을 포함할 수 있다:
상기 식에서 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
이고;
R41 및 R42는 각각 서로 독립적으로 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이되, 이들 모두는 임의적으로 불화되고;
Z41 및 Z42는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고;
h는 0, 1, 2 또는 3이다.
화학식 C의 화합물에서, R41 및 R42는 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 및 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일로부터 선택된다.
화학식 C의 화합물에서, h는 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.
화학식 C의 화합물에서, Z41 및 Z42는 바람직하게는 COO, 트랜스-CH=CH 및 단일 결합, 바람직하게는 COO 및 단일 결합으로부터 선택된다.
화학식 C의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R41 및 R42는 화학식 C에 정의된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 불화된 알킬 또는 불화된 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 불화된 알켄일을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 B는 화학식 A 및/또는 B의 화합물에 추가로 하나 이상의 하기 화학식 D의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
A41, A42, Z41, Z42, R41, R42 및 h는 화학식 C에 정의된 의미 또는 상기 정의된 바람직한 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 D의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R41 및 R42는 화학식 D에 정의된 의미를 갖고, R41은 바람직하게는 알킬을 나타내고, 화학식 D1에서 R42는 바람직하게는 알켄일, 특히 바람직하게는 -(CH2)2-CH=CH-CH3을 나타내고, 화학식 D2에서 R42는 바람직하게는 알킬, -(CH2)2-CH=CH2 또는 -(CH2)2-CH=CH-CH3을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 B는 화학식 A 및/또는 B의 화합물에 추가로 알켄일 기를 함유하는 하나 이상의 하기 화학식 E의 화합물을 포함한다:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖는다:
이고;
이고;
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일, 또는 고리 X, Y 및 Z 중 적어도 하나가 사이클로헥실을 나타내는 경우 또한 RA2의 의미 중 하나를 나타내고;
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
x는 0 또는 1이다.
RA2는 바람직하게는 1 내지 8개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일이다.
화학식 E의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 E의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서,
m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고;
i는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고;
Rb1은 H, CH3 또는 C2H5를 나타낸다.
화학식 E의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
화학식 E1a2, E1a5, E3a1 및 E6a1의 화합물이 가장 바람직하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 B는 화학식 A 및/또는 B의 화합물에 추가로 하나 이상의 하기 화학식 F의 화합물을 포함한다:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
를 나타내고;
R21 및 R31은 각각 서로 독립적으로 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일옥시를 나타내되, 이들 모두는 임의적으로 불화되고;
X0은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시이고;
Z21은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CF2O-이고;
L21, L22, L23 및 L24는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이다.
g는 0, 1, 2 또는 3이다.
화학식 F의 특히 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21, X0, L21 및 L22는 화학식 F에 정의된 의미를 갖고;
L25 및 L26은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
X0은 바람직하게는 F이다.
화학식 F1 내지 F3의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R21은 F1에 정의된 바와 같다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 성분 B는 화학식 A 및/또는 B의 화합물에 추가로 시아노 기를 함유하는 하나 이상의 하기 화학식 G의 화합물을 포함한다:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
를 나타내고;
R51은 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알켄일옥시, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일을 나타내되, 이들 모두는 임의적으로 불화되고;
Z51은 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고;
L51 및 L52는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
i는 0, 1, 2 또는 3이다.
화학식 G의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
R51은 화학식 G에 정의된 바와 같고,
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이다.
화학식 G1, G2 및 G5의 화합물이 매우 바람직하다.
화학식 G1 내지 G9의 바람직한 화합물은 L51 및 L52가 F인, 화합물이다.
화학식 G1 내지 G7의 추가로 바람직한 화합물은 L51이 F이고 L52가 H인, 화합물이다.
화학식 G의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R51은 화학식 G에 정의된 바와 같다.
화학식 G, 화학식 G1 내지 G7 및 이의 하위-화학식의 화합물에서, R51은 특히 바람직하게는 1 내지 8개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 알켄일이다.
액정 호스트 혼합물 중 화학식 A 및 B의 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 60%, 매우 바람직하게는 3 내지 45%, 가장 바람직하게는 4 내지 35%이다.
액정 호스트 혼합물 중 화학식 C 및 D의 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70, 매우 바람직하게는 5 내지 65%, 가장 바람직하게는 10 내지 60%이다.
액정 호스트 혼합물 중 화학식 E의 화합물의 농도는 바람직하게는 5 내지 60%, 매우 바람직하게는 5 내지 35%이다.
액정 호스트 혼합물 중 화학식 F의 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 30%, 매우 바람직하게는 5 내지 20%이다.
본 발명의 추가로 바람직한 양태에는 하기 나열되고, 이의 임의의 조합을 포함한다:
(a) 액정 호스트 혼합물은 높은 양의 유전 이방성, 바람직하게는 15 초과의 Δε을 갖는 하나 이상의 화학식 A 및/또는 B의 화합물을 포함한다.
(b) 액정 호스트 혼합물은 화학식 A1a2, A1b1, A1d1, A1f1, A2a1, A2h1, A2l1, A2l2, A2k1, B2h3, B2l1 및 F1a의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 4 내지 40%, 매우 바람직하게는 5 내지 35%이다.
(c) 액정 호스트 혼합물은 화학식 C3, C4, C5, C9 및 D2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 8 내지 70%, 매우 바람직하게는 10 내지 60%이다.
(d) 액정 호스트 혼합물은 화학식 G1, G2 및 G5, 바람직하게는 G1a, G2a 및 G5a의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 4 내지 40%, 매우 바람직하게는 5 내지 35%이다.
(e) 액정 호스트 혼합물은 화학식 E1, E3 및 E6, 바람직하게는 E1a, E3a 및 E6a의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 매우 바람직하게는 10 내지 50%이다.
본 발명의 제2의 바람직한 양태에서, 액정 매질은 성분 B, 또는 음의 유전 이방성 Δε를 갖는 액정 호스트 혼합물을 함유한다.
이러한 액정 매질은 VA, IPS 및 UB-FFS 디스플레이, 또는 0 미만의 Δε를 갖는 액정 소재를 사용하는 관련된 방식에 특별히 적합하다.
상기 제2의 바람직한 양태에 따른 액정 매질 및 액정 호스트 혼합물은 20℃ 및 1kHz에서 바람직하게는 -0.5 내지 -10, 매우 바람직하게는 -2.5 내지 -7.5의 음의 유전 이방성 Δε를 갖는다.
상기 제2의 바람직한 양태에 따른 액정 매질의 특히 바람직한 양태는 하기 항 a 내지 z2와 같다:
(a) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고;
b는 0 또는 1을 나타내고;
을 나타내고;
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고;
L1 내지 L4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, L1 및 L2 둘 다 F를 나타내거나, L1 및 L2 중 하나는 F, 다른 하나는 Cl을 나타내거나, L3 및 L4 둘 다 F를 나타내거나, L3 및 L4 중 하나는 F, 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고;
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 CY2, CY8, CY10 및 CY16의 화합물로부터 선택된 화합물이 특별히 바람직하다.
화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 PY2, PY8, PY10 및 PY16의 화합물로부터 선택된 화합물이 특별히 바람직하다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 CY 및 PY, 및 이의 하위-화학식의 화합물의 농도는 10 내지 70 중량%, 매우 바람직하게는 15 내지 50 중량%이다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 CY 및 이의 하위-화학식의 화합물의 농도는 2 내지 40 중량%, 매우 바람직하게는 3 내지 30 중량%이다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 PY 및 이의 하위-화학식의 화합물의 농도는 2 내지 50 중량%, 매우 바람직하게는 3 내지 40 중량%이다.
(b) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 알켄일 기를 포함하는 액정 화합물(이후로 "알켄일 화합물"로도 지칭됨)을 포함하되, 전술된 알켄일 기는 액정 매질에 함유된 중합가능 화합물의 중합에 사용되는 조건 하의 중합 반응에 안정한, 액정 매질.
바람직하게는, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 알켄일 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
개별적인 라디칼은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖는다:
이고;
이고;
이고;
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일, 또는 고리 X, Y 및 Z 중 적어도 하나가 사이클로헥센일인 경우 또한 RA2의 의미 중 하나를 나타내고;
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
ZX는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고;
L1 및 L2는 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2H, 바람직하게는 H, F 또는 Cl이고;
x는 1 또는 2이고;
z는 0 또는 1이다.
화학식 AN 및 AY의 바람직한 화합물은 RA2가 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 헥센일 및 헵텐일로부터 선택된, 화합물이다.
바람직한 양태에서, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 AN의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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.
바람직하게는, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 화학식 AN1, AN2, AN3 및 AN6의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 매우 바람직하게는 하나 이상의 화학식 AN1의 화합물을 포함한다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 AN의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
i는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고;
Rb1은 H, CH3 또는 C2H5를 나타낸다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
화학식 AN1a2 및 AN1a5의 화합물이 가장 바람직하다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 AY의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화학식 AY의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고;
알켄일은 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.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 AN 및 AY의 화합물의 비율은 2 내지 70 중량%, 매우 바람직하게는 5 내지 60 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 50 중량%이다.
바람직하게는, 액정 매질 또는 액정 호스트 혼합물은 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택된 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물을 함유한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 화학식 AY14, 매우 바람직하게는 화학식 AY14a의 화합물을 포함한다. 액정 매질 중 화학식 AY14 또는 AY14a의 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 20 중량%이다.
화학식 AN 및/또는 AY의 알켄일 화합물의 첨가는 액정 매질의 점도 및 응답 시간의 감소를 가능하게 한다.
(c) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
개별적인 라디칼을 하기 의미를 갖는다:
를 나타내고;
를 나타내고;
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고;
Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타낸다.
화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
화학식 ZK1의 화합물이 특별히 바람직하다.
화학식 ZK의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택된다:
상기 식에서,
프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.
화학식 ZK1a의 화합물이 가장 바람직하다.
(d) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
를 나타내고;
를 나타내고;
e는 1 또는 2를 나타낸다.
화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
(e) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
개별적인 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
를 나타내되, 하나 이상의 고리 F는 사이클로헥실렌과 상이하고;
f는 1 또는 2를 나타내고;
R1 및 R2는 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고;
L1 및 L2는 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, L1 및 L2는 둘 다 F를 나타내거나, L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R1은 상기 지시된 의미를 갖고;
알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고;
v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R1은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
(f) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
알킬은 C1-6-알킬을 나타내고;
LX는 H 또는 F를 나타내고;
X는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2를 나타낸다.
특히 바람직함은 X가 F를 나타내는, 화학식 G1의 화합물에 주어진다.
(g) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R5는 R1에 대하여 상기 지시된 의미를 갖고;
알킬은 C1-6-알킬을 나타내고;
d는 0 또는 1을 나타내고;
z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
상기 화합물에서, R5는 특히 바람직하게는 C1-6-알킬 또는 -알콕시, 또는 C2-6-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 5 중량% 이상의 하나 이상의 전술된 화학식의 화합물을 포함한다.
(h) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바이페닐 화합물을 추가로 포함한다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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.
액정 호스트 혼합물 중 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐 화합물의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.
화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬*은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 포함한다.
(i) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 터페닐 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 상기 지시된 의미 중 하나를 갖고;
를 나타내고;
상기 식에서,
L5는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내고;
L6는 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2, 바람직하게는 F를 나타낸다.
화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R은 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고;
R*은 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고;
m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R*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.
R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.
본 발명에 따른 액정 호스트 혼합물은 바람직하게는 0.5 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량%의 화학식 T 및 이의 바람직한 하위-화학식의 터페닐 화합물을 포함한다.
특히 바람직함은 화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물에 주어진다. 상기 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 추가적으로는 알콕시를 나타낸다.
바람직하게는, 터페닐 화합물은 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상이 되어야 하는 경우 본 발명에 따른 액정 매질에 사용된다. 바람직한 액정 매질은 2 내지 20 중량%의 하나 이상의 화학식 T, 바람직하게는 화학식 T1 내지 T22의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 터페닐 화합물을 포함한다.
(k) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 쿼터페닐 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
RQ는 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이고, 이들 모두는 임의적으로 불화되고;
XQ는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시이고;
LQ1 내지 LQ6은 서로 독립적으로 H 또는 F이고, LQ1 내지 LQ6 중 적어도 하나는 F이다.
바람직한 화학식 Q의 화합물은 RQ가 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 매우 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸을 나타내는 것이다.
바람직한 화학식 Q의 화합물은 LQ3 및 LQ4가 F인 것이다. 추가로 바람직한 화학식 Q의 화합물은 LQ3, LQ4, 및 LQ1 및 LQ2 중 1 또는 2개가 F인 것이다.
바람직한 화학식 Q의 화합물은 XQ가 F 또는 OCF3, 매우 바람직하게는 F인 것이다.
화학식 Q의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서,
RQ는 화학식 Q의 의미 또는 상기 및 하기 정의된 그의 바람직한 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸이다.
화학식 Q1의 화합물, 특히 RQ가 n-프로필인 것이 특별히 바람직하다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 Q의 화합물의 비율은 0 중량% 초과 내지 5 중량% 이하, 매우 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%이다.
바람직하게는, 액정 매질은 1 내지 5개, 바람직하게는 1 또는 2개의 화학식 Q의 화합물을 함유한다.
액정매질 혼합물에 대한 화학식 Q의 쿼터페닐 화합물의 첨가는 ODF 무라(mura) 감소를 가능하게 하는 한편, 높은 UV 흡수를 유지하고, 빠르고 완전한 중합을 가능하게 하고, 강력하고 빠른 경사각 생성을 가능하게 하고, 액정 매질의 UV 안정성을 증가시킨다.
또한, 음성 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 대한 양성 유전 이방성을 갖는 화학식 Q의 화합물의 첨가는 유전 상수 ε∥ 및 ε⊥ 값의 보다 나은 제어를 가능하게 하고, 특히 높은 수치의 유전 상수 ε∥을 성취함을 가능하게 한편, 유전 이방성 Δε 상수를 유지함으로써 킥-백 전압을 감소시키고 잔상을 감소시킨다.
(l) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식 CC의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
RC는 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사일킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시를 나타내고, 이들 모두는 임의적으로 불화되고;
XC는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시를 나타내고;
LC1 및 LC2는 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고, LC1 및 LC2 중 적어도 하나는 F이다.
바람직한 화학식 CC의 화합물은 RC가 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 매우 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸을 나타내는, 화합물이다.
바람직한 화학식 C의 화합물은 LC1 및 LC2가 F인, 화합물이다.
바람직한 화학식 C의 화합물은 XC가 F 또는 OCF3, 매우 바람직하게는 F를 나타내는 화합물이다.
바람직한 화학식 CC의 화합물은 하기 화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서,
RC는 화학식 CC의 의미 중 하나 또는 상기 및 하기 정의된 그의 바람직한 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸, 매우 바람직하게는 n-프로필이다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 CC의 화합물의 비율은 0 중량% 초과 내지 10 중량% 이하, 매우 바람직하게는 0.1 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 5 중량%이다.
바람직하게는, 액정 매질은 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 C의 화합물을 함유한다.
음성 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 대한 양성 유전 이방성을 갖는 화학식 CC의 화합물의 첨가는 유전 상수 ε∥ 및 ε⊥ 값의 보다 나은 제어를 가능하게 하고, 특히 높은 수치의 유전 상수 ε∥의 성취함을 가능하게 한편, 유전 이방성 Δε 상수를 유지함으로써 킥-백 전압을 감소시키고 잔상을 감소시킨다. 또한, 화학식 C의 화합물의 첨가는 액정 매질의 점도 및 반응시간의 감소를 가능하게 한다.
(m) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:
상기 식에서, R1 및 R2는 상기 지시된 의미를 갖고, 바람직하게는 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알켄일을 나타낸다.
바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
(n) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을, 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로, 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R9는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타내고;
(F)는 임의적인 불소 치환기를 나타내고;
q는 1, 2 또는 3을 나타내고;
R7은 R1에 대하여 지시된 의미 중 하나를 갖는다.
특히 바람직한 화학식 FI의 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R7은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고;
R9는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타낸다.
화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.
(o) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R8는 R1에 대하여 지시된 의미를 갖고;
알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
(p) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 화합물, 예컨대 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R10 및 R11은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고;
R10 및 R11은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알켄일을 나타내고;
Z1 및 Z2는 각각 서로 독립적으로 -C2H4-, -CH=CH-, -(CH2)4-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CH-CH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2- 또는 단일결합을 나타낸다.
(q) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 다이플루오로벤조크로만 및/또는 크로만을, 특히 3 내지 20 중량%의 양으로, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로, 추가로 포함하는 액정 매질:
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 R11에 대하여 상기 지시된 의미 중 하나를 갖고;
고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고;
Zm은 -C2H4-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고;
c는 0, 1 또는 2이다.
특히 바람직한 화학식 BC, CR 및 RC의 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타내고;
c는 1 또는 2이고;
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 BC-2의 화합물을 포함하는 혼합물이 매우 특히 바람직하다.
(r) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 불화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 임의적으로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 R11에 대하여 상기 지시된 의미 중 하나를 갖고;
b는 0 또는 1을 나타내고;
L은 F를 나타내고;
r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 PH 및 BF의 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R 및 R'은 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.
(s) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 단일환 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 0 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, L1 및 L2 모두는 F를 나타내거나, L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알콕시는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고, O는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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.
특히 바람직한 화학식 Y의 화합물은 하기 하위-화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알콕시는 바람직하게는 3, 4 또는 5개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시를 나타낸다.
(t) 전술 및 후술된 중합가능 화합물 이외에 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH2)를 함유하는 화합물을 포함하지 않는 액정 매질.
(u) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 화합물을 포함하는, 액정 매질(전체로서의 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 70%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이러한 개별적인 화합물의 함량은 각각의 경우에 바람직하게는 2 내지 20%이다).
(v) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 화합물을 포함하는, 액정 매질(전체로서의 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이러한 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 2 내지 20%이다).
(w) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 8개의 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물을 포함하는, 액정 매질(전체로서의 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 이러한 개개의 화합물의 함량은 바람직하게는 2 내지 20%임).
(x) 전체로서의 액정 혼합물 중 CY, PY 및 ZK의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인, 액정 매질.
(y) 액정 호스트 혼합물이 바람직하게는 알켄일 기를 함유하는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 화학식 AN 및 AY로부터 선택된, 매우 바람직하게는 화학식 AN1, AN3, AN6 및 AN14로부터 선택된, 가장 바람직하게는 화학식 AN1a, AN3a, AN6a 및 AY14로부터 선택된 화합물을 함유하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 농도는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%임).
(z) 성분 B 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 PY1 내지 PY8로부터 선택된, 매우 바람직하게는 화학식 PY2의 화합물을 함유하는, 액정 매질(전체로서의 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 1 내지 30%, 특히 바람직하게는 2 내지 20%임. 상기 개개의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 1 내지 20%임).
(z1) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 T1, T2, T3, T5 및 T21로부터, 매우 바람직하게는 화학식 T2로부터 선택된 화합물을 함유하는, 액정 매질(전체로서의 액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 함량은 바람직하게는 1 내지 20%임).
(z2) 액정 호스트 혼합물이 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 BF1의 화합물, 및 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 AY14, AY15 및 AY16로부터 선택된 화합물, 매우 바람직하게는 화학식 AY14의 화합물을 함유하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물 중 화학식 AY14 내지 AY16의 화합물의 비율은 바람직하게는 2 내지 35%, 매우 바람직하게는 3 내지 30%이다. 액정 호스트 혼합물 중 화학식 BF1의 화합물의 비율은 바람직하게는 0.5 내지 20%, 매우 바람직하게는 1 내지 15%이다. 추가로 바람직하게는, 이러한 바람직한 양태에 따른 액정 호스트 혼합물은 화학식 T의, 바람직하게는 화학식 T1, T2 및 T3으로부터 선택된, 매우 바람직하게는 화학식 T2로부터 선택된 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물을 함유한다. 액정 호스트 혼합물 중 화학식 T의 화합물의 비율은 바람직하게는 0.5 내지 15%, 매우 바람직하게는 1 내지 10%이다).
본 발명에 따른 액정 매질에서, 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 포함하는 액정 호스트 혼합물의 용도, 및 전술된 제1 및 제2 중합가능 화합물의 조합을 포함하는 중합가능 성분의 용도 모두는 액정 디스플레이의 유리한 특성을 야기한다. 특히, 하나 이상의 하기 장점이 성취될 수 있다:
- 제1 및 제2 중합가능 화합물에 의해 형성된 중합체의 중합-유도된 상 분리에 의한 중합체 벽의 용이하고 빠른 형성;
- 매우 뚜렷한 모양 및 일정한 두께를 갖는 중합체 벽의 형성;
- 일정한 셀 간격;
- 가소성 기판이 사용되는 경우, 디스플레이 셀의 높은 가요성;
- 기계적 압력에 대한 디스플레이셀의 높은 내성, 및 압력 하에서 셀 간격의 적은 변형;
- 중합체 벽의 기판에 대한 훌륭한 접착성;
- 적은 수의 결함;
- 상이한 전기-광학적 특성, 예컨대 반응시간 또는 대비도를 갖는 도메인의 감소된 형성;
- 높은 투광도;
- 훌륭한 대비도; 또는
- 빠른 응답 시간.
디스플레이의 제조 방법은 당업자에게 공지되어 있고 문헌, 예를 들어 US 6130738 및 EP 2818534 A1에 기술되어 있다.
본 발명은 또한 전술 및 후술된 액정 매질을 디스플레이에 제공하는 단계, 및 중합가능 화합물을 디스플레이의 정의된 영역에서 중합하는 단계를 포함하는 전술 및 후술된 액정 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
바람직하게는, 중합가능 화합물은 UV 조사에 대한 노출에 의해 광-중합된다.
추가로 바람직하게는, 중합가능 화합물은 포토마스크를 통한 UV 조사에 대한 노출에 의해 광-중합된다. UV 조사는 당업자에게 공지되어 있는 다양한 광원, 예컨대 비제한적으로 아크 등, LED 광 또는 레이저 광원 등에 의해 생성될 수 있다.
포토마스크는 바람직하게는 광-중합에 사용되는 UV 조사에 투광성인 영역, 및 광-중합에 사용되는 UV 조사에 대하여 투광성이 아닌 영역을 포함하도록 설계되고, 여기서 투광성 영역은 원하는 중합체 벽의 모양에 상응하는 패턴 또는 이미지를 형성한다. 결과적으로, 중합가능 화합물은 포토마스크의 투광성 영역에 의해 덮이는 디스플레이의 이러한 부분들에서만 중합되므로 원하는 모양의 중합체 벽을 형성한다.
포토마스크 사용을 대신하여, 광원이 사용될 수 있고, 이는 이미 형상화된 프로파일을 갖는 광을 방출한다. 이러한 프로파일은, 예를 들어 2개의 레이저 광선의 간섭에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 디스플레이는 전술된 제1 UV 조사 단계 후에, 바람직하게는 포토마스크가 적용되지 않는, 제2 UV 조사 단계에 놓이게 된다. 따라서, 제1 단계에서 중합되지 않거나 부분만 중합된 단량체의 완전한 중합이 가능할 수 있다. 제2 UV 단계는 제1 단계와 동일하거나, 제1 단계와 상이한 방출 스펙트럼 및/또는 강도를 가질 수 있다.
다르게는, 2개 각각의 조사 단계를 대신하여 강도가 UV 노출 동안 변화한다. 바람직하게는, 상기 강도가 UV 노출 동안 점진적으로 증가한다.
예를 들어, 본 발명에 따른 액정 디스플레이는 하기와 같이 제조될 수 있다. 전술 및 후술된 중합가능 화합물은 적합한 액정 혼합물과 조합된다. 이어서, 이렇게 생성되는 액정 매질은 통상적인 제조 방법을 사용함으로써 디스플레이에 포함될 수 있다. 생성되는 액정 매질은, 예를 들어 2개의 기판에 의해 형성된 셀 간격내에 모세관 힘을 사용하여 충전될 수 있다.
다르게는, 액정 매질은 층으로서 기판 상에 증착될 수 있고, 또 다른 기판은 기포의 포함을 방지하기 위한 진공 하에 액정 층의 최상부에 놓인다. 액정 매질은 어느 경우에든 도 1a에 예시적으로 도시된 바와 같이, 2개의 기판에 의해 형성된 셀 간격에 위치하게 된다. 이러한 기판은 통상적으로 액정 매질과 직접 접촉하는 정렬 층으로 덮인다. 이러한 기판은 그 자체로 기타 기능성 부품, 예컨대 TFT, 블랙 매트릭스, 색상 필터 등을 보유할 수 있다.
후속으로, 중합-유도된 상 분리는 도 1b에 예시적으로 도시된 바와 같이 네마틱 또는 등방성 상에 있는 액정 매질의 포토마스크를 통해 조준되는 UV 조사에 대한 노출에 의해 개시된다. 이는 도 1c에 예시적으로 도시된 바와 같이, 중합체 벽 구조의 형성, 액정 호스트의 복원, 및 정렬 층을 갖는 액정 상의 정렬을 야기한다.
이러한 방법은 산업에 확립된 디스플레이 제조 과정을 유리하게 이용할 수 있다. 따라서, 디스플레이 충전 방법, 예를 들어 1-적-충전(ODF), 및 디스플레이 밀봉 후의 중합체 안정화된 방식 또는 PS-타입 디스플레이 방식으로 공지되어 있는 방사능에 의해 개시되는 중합 단계 둘 다는 통상적인 LCD 제조에 있어서 확립된 기법이다.
바람직한 본 발명의 액정 디스플레이는 하기를 포함한다:
- 화소 영역을 정의하는 화소 전극, 각각의 화소 영역에 배치되고 미세-슬릿 패턴을 임의적으로 포함하는 전환 소자에 연결된 화소 전극, 및 임의적으로는 화소 전극 상에 배치된 제1 정렬 층을 포함하는 제1 기판;
- 제1 기판과 마주보는 제2 기판의 전체 부분에 배치될 수 있는 공통 전극 층, 및 임의적으로는 제2 정렬 층을 포함하는 제2 기판; 및
- 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되고 전술 및 후술된 중합가능 성분 A 및 액정 성분 B를 포함하되, 중합가능 성분 A가 중합된 액정매질을 포함하는 액정 층.
액정 디스플레이는 추가의 소자, 예컨대 색상 필터, 블랙 매트릭스, 부동화 층, 광학 지연 층, 개개의 화소를 다루는 트랜지스터 소자 등을 포함할 수 있고, 이들 모두는 당업자에게 주지되어 있고 발명적 기량 없이도 사용될 수 있다.
전극 구조는 당업자에 의해 개별적인 디스플레이 유형에 따라 설계될 수 있다. 예를 들어, VA 디스플레이에 있어서 액정 분자의 다-도메인 배향은 2개, 또는 4개 이상의 상이한 경사 정렬 방향을 생성하기 위한 슬릿 및/또는 범프(bump) 또는 돌출부를 갖는 전극을 제공함으로써 유도될 수 있다.
제1 및/또는 제2 정렬 층은 액정 층의 액정 분자의 정렬 방향을 제어한다. 예를 들어, TN 디스플레이에 있어서 정렬 층은 액정 분자에 표면에 평행한 배향 방향을 부여하도록 선택되고, VA 디스플레이에 있어서 정렬 층은 액정 분자에 호메오트로픽(homeotropic) 정렬, 즉 표면에 수직인 배향 방향을 부여하도록 선택된다. 그러한 정렬 층은, 예를 들어 폴리이미드를 포함하고, 또한 러빙(rubbing)될 수 있거나 광-정렬법에 의해 제조될 수 있다.
기판은 유리 기판일 수 있다. 본 발명에 따른 액정 매질의 유리 기판을 갖는 액정 디스플레이에서의 사용은 몇몇 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 액정 매질에서 중합체 벽 구조의 형성은 유리 기판에 적용되는 압력이 원치 않는 광학적 결함을 야기하는 소위 "합산 효과(pooling effect)"를 방지하는 데에 도움을 준다. 중합체 벽 구조의 안정화 효과는 또한 패널의 두께를 추가로 최소화하는 것을 가능하게 한다. 또한, 유리 기판을 갖는 휜 패널(bent panel)에 있어서 중합체 벽 구조는 보다 작은 곡률 반경을 가능하게 한다.
바람직하게는 플라스틱 기판이 가요성 디스플레이에 사용된다. 이러한 플라스틱 기판은 바람직하게는 낮은 복굴절률을 갖는다. 이의 예는 폴리카보네이트(PC), 폴리에터설폰(PES), 다환 올레핀(PCO), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에터에터케톤(PEEK) 또는 무색 폴리이미드(CPI) 기판이다.
액정 매질을 갖는 액정 층은 디스플레이의 기판 사이에 디스플레이 제조자들에 의해 통상적으로 사용되는 방법, 예를 들어 ODF 방법에 의해 증착될 수 있다. 이어서, 액정 매질의 중합가능 성분은, 예를 들어 UV 광-중합에 의해 중합된다.
중합가능 화합물이 스페이서 입자에 대한 대용으로서 사용되는 경우, 디스플레이 제조 방법은 바람직하게는 하기 단계를 포함한다:
제1 단계에서, 액정 호스트 및 단량체 전구물을 함유하는 액정 매질이 2개의 기판 중 하나에, 바람직하게는 하기 증착법 중 하나를 사용하여 적용된다: 1-적-충전, 잉크젯 인쇄, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 플렉소 인쇄 또는 필적가능한 방법. 이러한 경우에서, 기판은 색상 필터, TFT 소자, 블랙 매트릭스, 폴리이미드 코팅, 또는 디스플레이 기판에서 전형적으로 찾을 수 있는 기타 부품을 보유할 수 있다. 적용되는 액정 매질은 최종 장치의 표적 셀 간격의 두께를 갖는 균일한 박막을 형성한다.
제2 단계에서, 적용된 필름은 강도 프로파일을 갖는 UV에 의해 조사된다. 상기 프로파일은, 예를 들어 포토마스크를 통한 방사에 의해 레이저 간섭, 직접 레이저 라이팅(writing) 또는 필적가능한 방법을 사용하여 생성된다. 필름의 조사는 기판의 어느 면에서든 발생할 수 있다. 포토마스크를 사용하는 경우, 마스크는 기판에 위치되어 액정 필름이 기판을 통한 광 통과에 의해 경화되거나, 마스크가 액정 필름 근처로 직접 옮겨져서 액정 매질이 직접 경화된다. 이러한 제2 단계에서, 중합체 벽 구조는 스페이서와 같이 기능하도록 생성된다.
이어서, 제2 기판(이 또한 색상 필터, TFT 소자, 블랙 매트릭스, 폴리이미드 코팅, 또는 디스플레이 기판에서 전형적으로 찾을 수 있는 기타 부품을 보유함)은 제1 기판의 최상부에 위치되어 액정 필름이 2개의 기판 사이에 놓이게 된다.
이 시점에서, 추가적인 조사가 가능하여 미-반응 단량체를 전환하고, 2개의 기판 사이에 접착을 생성하고/거나 디스플레이의 가장자리를 봉합할 수 있다.
중합은 1개의 단계 또는 2개 이상의 단계로 수행될 수 있다. 또한, 중합은 UV 조사 및/또는 가열 또는 냉각의 몇몇의 단계 순으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 제조 방법은 실온에서 중합을 시작하는 제1 UV 조사 단계, 및 이어서 제1 단계에서 반응하지 않은 화합물을 중합 또는 가교결합시키는 제2 중합 단계(마무리 경화)를 포함할 수 있다.
중화 시, 중합가능 화합물은 서로 반응하여 액정 호스트 혼합물로부터 거시적 상-분리를 겪고 액정 매질에서 중합체 벽을 형성하는 중합체가 된다.
적합하고 바람직한 중합법은, 예를 들어 열- 또는 광-중합, 바람직하게는 광-중합, 특히 UV 조사에 대한 중합가능 화합물의 노출에 의해 성취될 수 있는 UV 유도된 광-중합이다.
임의적으로는, 하나 이상의 중합 개시제가 액정 매질에 첨가된다. 중합에 적합한 조건, 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다. 유리-라디칼 중합에 적합한 시판되어 이용가능한 광-개시제는, 예를 들어 이르가큐어651(등록상표: Irgacure651), 이르가큐어184(등록상표), 이르가큐어907(등록상표), 이르가큐어369(등록상표) 또는 다로큐어1173(등록상표: Darocure1173)(시바 아게(Ciba AG))이다. 중합 개시제가 사용되는 경우, 그의 비는 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.
본 발명에 따른 중합가능 화합물은 또한 개시제 없는 중합에 적합하고, 이는 상당한 장점, 예컨대 재료 비용을 보다 낮도록, 특히 개시제 또는 그의 분해 산물의 가능한 잔류량에 의한 액정 매질의 오염을 보다 적게 한다. 따라서, 중합은 또한 개시제의 첨가 없이 수행될 수 있다. 바람직한 양태에서, 액정 매질은 중합 개시제를 함유한다.
액정 매질은 또한, 예를 들어 저장 또는 운송 중, RM의 원치 않는 자발성 중합을 방지하기 위한 하나 이상의 안정화제 또는 억제제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다. 특히 적합한, 예를 들어 시판되어 이용가능한 이르가녹스(등록상표: Irganox) 시리즈로부터의 안정화제는, 예컨대 이르카녹스(등록상표) 1076이다. 안정화제가 사용되는 경우, 그의 비율은 RM 또는 중합가능 성분(성분 A)의 총량을 기준으로 바람직하게는 10 내지 500,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 50,000 ppm이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은 본질적으로 전술 및 후술된 중합가능 성분 A 및 액정 성분 B(또는 액정 호스트 혼합물)로 이루어진다. 그러나, 액정 매질은 하나 이상의 추가의 성분 또는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 매질은 또한 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있는 추가의 첨가제, 예컨대 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성제 또는 키랄 도판트를 포함할 수 있다. 이는 중합가능하거나 중합가능하지 않을 수 있다. 중합가능 첨가제는 따라서 중합가능 성분 또는 성분 A로 간주된다. 중합가능하지 않은 첨가제는 따라서 중합가능하지 않은 성분 또는 성분 B로 간주된다.
바람직한 첨가제는 비제한적으로 공-단량체, 키랄 도판트, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성제, 습윤제, 윤활제, 분산제, 소수화제, 접착제, 유동 향상제, 소포제, 탈기제, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료, 안료 및 나노입자의 군으로부터 선택된다.
바람직한 양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 키랄 도판트를, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%의 농도로 함유한다. 키랄 도판트는 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군, 매우 바람직하게는 R- 또는 S-1011, R- 또는 S-2011, R- 또는 S-3011, R- 또는 S-4011, 및 R- 또는 S-5011로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 양태에서, 액정 매질은 상기 문단에 언급된 키랄 도판트로부터 선택된 하나 이상의 키랄 도판트의 라세미체를 함유한다.
추가로, 액정 매질에, 예를 들어 0 내지 15 중량%의 다색성 염료, 추가의 나노입자, 전도성 염, 바람직하게는 전도성을 향상시키기 위한 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에터의 착염(예를 들어 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973)] 참조), 또는 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 조절하기 위한 물질을 첨가할 수 있다. 이러한 유형의 물질은, 예를 들어 DE-A 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430 및 28 53 728에 기술되어 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 매질은 그 자체로 통상적인 방법, 예를 들어 하나 이상의 전술된 화합물을 하나 이상의 전술된 중합가능 화합물과, 임의적으로는 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합함으로써 제조된다. 일반적으로, 보다 적은 양으로 사용되는 목적량의 성분은 주 구성성분을 구성하는 성분에 유리하게는 상승된 온도에서 용해된다. 또한, 유기 용매, 예를 들어 아세톤, 클로로포름 또는 메탄올 중 성분의 용액을 혼합하고 용매를, 예를 들어 증류에 의해 혼합 후에 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 또한, 예를 들어 H, N, O, Cl, F가 상응하는 동위원소, 예컨대 중수소 등으로 대체된 화합물을 포함할 수 있는 것이 당업자에게 명백하다.
하기 실시예는 본 발명을 제한함 없이 설명한다. 그러나, 이는 당업자에게 바람직하게는 사용되는 화합물, 그의 개별적인 농도, 및 그의 서로와의 조합에 의한 바람직한 혼합물 개념을 나타낼 것이다. 추가로, 특성 및 특성의 조합에 접근이 용이한 실시예가 예시된다.
본 특허 출원 및 실시예 전반에 걸쳐, 액정 화합물의 구조는 두문자어에 의해 지시된다. 달리 지시되지 않는 한, 화학식으로의 변환은 하기 표 I 내지 III에 따라 수행된다. 모든 라디칼 CnH2n +1, CmH2m +1, CnH2n, CmH2m 및 CkH2k는 개별적으로 각각의 경우에 n, m 또는 k개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼 또는 알켄일 라디칼이되, n 및 m은 각각 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고; k는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타낸다. 표 I에서, 개별적인 화합물의 고리 원소가 코딩되고, 표 II에서 가교결합 구성원이 나열되고, 표 III에서 화합물의 좌측쇄 및 우측쇄에 대한 기호의 의미가 지시된다.
[표 I]
고리 원소
[표 II]
가교결합 구성원
[표 III]
측쇄
바람직한 혼합물 성분은 하기 표 A1 및 A2에 제시된다. 표 A1에서 제시된 화합물은 양의 유전 이방성을 갖는 액정 혼합물에 사용하기에 특별히 적합하다. 표 A2에서 제시된 화합물은 음의 유전 이방성을 갖는 액정 혼합물에 사용하기에 특별히 적합하다.
하기 표 A1에서, A1 및 R1*은 표 III에 나열된 좌측쇄로부터 선택된 기를 나타내고, R2*은 우측쇄로부터 선택된 기를 나타내고, L1* 및 L2*은 서로 독립적으로 H 또는 F이고, m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고, k는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고, (O)CmH2m +1은 CmH2m +1 또는 OCmH2m +1을 의미한다.
[표 A1]
하기 표 A2의 화학식에서, m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고, k는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고, (O)CmH2m +1은 CmH2m +1 또는 OCmH2m +1을 의미한다.
[표 A2]
본 발명의 제1의 바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질, 특별히 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질은 표 A1로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
본 발명의 제2의 바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질, 특별히 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질은 표 A2로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 표 B는 본 발명에 따른 액정 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도판트를 나타낸다.
[표 B]
액정 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 도판트를 포함한다. 액정 매질은 바람직하게는 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도판트를 포함한다.
하기 표 C는 본 발명에 따른 액정 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 나타낸다. 하기 표 C에서, n은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8을 나타내고, 말단 메틸 기는 나타내지 않았다.
[표 C]
액정 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다. 액정 매질은 바람직하게는 표 C로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 안정화제를 포함한다.
추가로, 하기 약어 및 기호가 사용된다:
V0는 20℃에서의 임계 전압인 전기 용량[V]이고;
ne는 20℃ 및 589 nm에서의 이상 굴절률이고;
no는 20℃ 및 589 nm에서의 정상 굴절률이고;
Δn은 20℃ 및 589 nm에서의 광학 이방성이고;
ε⊥은 20℃ 및 1 kHz에서의 방향자에 수직인 유전율이고;
ε∥은 20℃ 및 1 kHz에서의 방향자에 평행인 유전율이고;
Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성이고;
cl.p. 및 T(N,I)는 등명점[℃]이고;
γ1은 20℃에서의 회전 점도[mPa·s]이고;
K1은 20℃에서 "펼침(splay)" 변형의 탄성 계수[pN]이고;
K2는 20℃에서 "꼬임(twist)" 변형의 탄성 계수[pN]이고;
K3은 20℃에서 "휨(bend)" 변형의 탄성 계수[pN]이다.
달리 명백히 언급되지 않는 한, 본원의 모든 농도는 중량%로 인용되고, 바람직하게는 모든 고체 또는 액정 성분을 용매 없이 포함하는 전체로서의 상응하는 혼합물에 관한 것이다.
달리 명백히 언급되지 않는 한, 본원에서 지시되는 모든 온도 값은, 예컨대 융점 T(C,N), 스멕틱(S)으로부터 네마틱(N)으로의 상 전이 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)는 섭씨(℃)로 인용된다. M.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 등명점을 나타낸다. 추가로, C는 결정 상태를 나타내고, N은 네마틱 상을 나타내고, S는 스멕틱 상을 나타내고, I는 등방성 상을 나타낸다. 이러한 기호 사이의 데이터는 전이 온도를 나타낸다.
각각의 경우에 달리 명백히 지시되지 않는 한, 모든 물리적 특성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고 측정되어 왔고 20℃의 온도에 대하여 적용되고, Δn은 589 nm에서 Δε는 1kHz에서 측정된다.
본 발명에 있어서, 용어 "임계 전압"은 달리 명백히 지시되지 않는 한 프리데릭 임계(Freedericks threshold) 전압으로도 공지되어 있는 용량성 임계 전압(V0)에 관한 것이다. 실시예에서, 광학 임계 전압은 또한, 일반적으로 통상적인 바와 같이, 10% 상대 대비도(V10)에 대하여 인용된다.
실시예
1
네마틱 호스트 혼합물 N1은 하기와 같이 제형화된다.
실시예
2
네마틱 호스트 혼합물 N2은 하기와 같이 제형화된다.
실시예
3
네마틱 호스트 혼합물 N3은 하기와 같이 제형화된다.
중합가능 혼합물
실시예
중합가능 혼합물 제조: 중합체 벽 형성을 위한 중합가능 액정 매질은 액정 호스트, 단량체 및 광-개시제를 혼합한 후, 생성되는 혼합물을 등명점 이상으로 가열함으로써 균질화하여 제조된다.
단량체의 구조(조성표에서의 이의 화학식 및 명칭 포함)는 하기 제시된다.
혼합물 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
| 번호 | 호스트 |
[호스트]
(%) |
단량체 1 |
[단량체 1]
(%) |
단량체 2 |
[단량체 2]
(%) |
단량체 3/4 |
[단량체 3/4]
(%) |
IRG
-651
[%] |
| 1 | N1 | 87.88 | I2a | 3.60 | II1a1 | 8.00 | III4b1 III1a2 |
0.20 0.20 |
0.12 |
| 2 | N1 | 87.88 | I2a | 8.00 | II1a1 | 3.60 | III4b1 III1a2 |
0.20 0.20 |
0.12 |
| 3 | N1 | 87.88 | I2a | 1.60 | II1a1 | 10.00 | III4b1 III1a2 |
0.20 0.20 |
0.12 |
| 4 | N1 | 87.88 | I2a | 1.60 | II1a14 | 10.00 | III4b1III1a2 | 0.20 0.20 |
0.12 |
| 5 | N1 | 87.88 | I2a | 3.60 | II1a14 | 8.00 | III4b1III1a2 | 0.20 0.20 |
0.12 |
| 6 | N1 | 87.88 | I2a | 8.00 | II1a14 | 3.60 | III4b1III1a2 | 0.20 0.20 |
0.12 |
| 7 | N1 | 87.88 | I2b | 3.60 | II1a13 | 8.00 | III4b1III1a2 | 0.20 0.20 |
0.12 |
| 8 | N1 | 87.88 | I2a | 3.60 | II1a13 | 8.00 | III4b1III1a2 | 0.20 0.20 |
0.12 |
| 9 | N2 | 86.87 | I3a | 6.00 | II1a7 | 6.00 | III4b1 | 1.00 | 0.13 |
| 10 | N2 | 86.87 | I3a | 6.00 | II1a1 | 6.00 | III4b1 | 1.00 | 0.13 |
| 11 | N2 | 86.87 | I3a | 6.00 | II1a1 | 6.00 | III1a1 | 1.00 | 0.13 |
| 12 | N2 | 86.87 | I3a | 6.00 | II1a1 | 6.00 | III1a2 | 1.00 | 0.13 |
| 13 | N3 | 86.87 | I3a | 6.00 | II1a7 | 6.00 | III1a1 | 1.00 | 0.13 |
| 14 | N3 | 84.85 | I2a | 15.00 | - | - | - | - | 0.15 |
| 15 | N3 | 84.85 | I2a | 14.00 | - | - | III1a8 | 1.00 | 0.15 |
| 16 | N2 | 86.87 | I3a | 6.00 | IIA1a1 | 6.00 | III1a20 | 1.00 | 0.13 |
| 17 | N2 | 86.87 | I3a | 6.00 | IIA1a1 | 6.00 | III1a1 | 1.00 | 0.13 |
본 발명에 따른 중합가능 혼합물 1 내지 17은 양의 유전 이방성을 갖는 호스트 혼합물 N1, N2 또는 N3을 함유하고, 화학식 I의 1-반응성 제1 단량체, 임의적으로 화학식 II 또는 IIA의 1-반응성 제2 단량체, 및 임의적으로 화학식 III의 1-, 2- 또는 다-반응성 제3 단량체 각각을 함유한다.
시험 셀: 시험 셀은 3 내지 4 마이크론 층 두께로 스페이서 입자 또는 호일에 의해 이격이 유지되고 접착제(통상적으로 노르랜드(Norland), NEA 123)에 의해 함께 접착된, ITO로 코팅된 2개의 유리 기판을 포함한다. 전극 층의 최상부에 폴리이미드 정렬 층(니싼(Nissan) SE-6514 또는 SE2414)가 적용되고, 이는 평행 또는 역평행으로 러빙(rubbing)된다.
벽 형성: 시험 셀은 액정 매질로 충전되고 후면의 비-반사 표면에 위치된다. 포토마스트는 시험 셀의 최상부에 위치되고, 샘플은 30분 동안 UV에 의해 조사된다(Hg/Xe 아크 램프, LOT 퀀텀디자인 유럽(QuantumDesign Europe), LS0205, 365+/-10nm FWHM에서 측정된 샘플 4mW/cm2에서의 강도). 320 nm 이하의 방출 스텍트럼의 조사는 이색성 거울에 의해 제거된다. 포토마스크는 통상적으로 동일한 두께의 등거리 패턴을 갖는다. 전형적인 선 두께는 10 마이크론이고, 선 사이의 전형적인 거리는 100 마이크론이다.
특성규명: 샘플은 편광 현미경 하에 분석된다. 등방성 중합체 벽은 복굴절 액정을 함유하는 영역으로부터 확연히 구별될 수 있다. 벽의 두께 및 액정의 중합체 벽 내로의 산입(inclusion), 및 중합체의 오염에 의해 야기되는 화소 영역에서의 결점, 또는 벽 형성 과정에 의해 야기되는 액정의 오정렬(misalignment)이 관찰될 수 있다.
기계적 응력 시험: 시험 셀은 기판 최상부에 10 N의 힘을 갖는 0.5mm2 팁에 의해 10초 동안 압력을 적용함으로써 기계적 응력 하에 놓이게 된다. 중합체 벽 구조에 대한 손상은 편광 현미경에 의해 평가된다.
중합체 벽 구조가 기계적 응력에 의한 유의적인 손상을 나타내지 않음이 관찰되었다.
전자 현미경 사진: 중합체 벽의 구조 및 중함체에 의한 화소 영역의 오염은 전자 현미경 사진을 촬영함으로써 조사된다. 샘플은 조감도 이미지(top-view image)를 위해 기판 최상부를 들어내거나, 벽의 횡단면 관찰을 위해 유리 슬라이드를 반으로 쪼갬으로써 제조된다. 액정은 샘플을 에탄올에 의해 수세식 세정(flushing) 함으로써 제거된 후, 기판은 공기류에서 건조되고 전도 층(금)으로 스퍼터 코팅(sputter coating)된다.
전자-광학적 특성규명: 액정 호스트의 전자-광학적 특성은 0 내지 10 V의 기전력을 인가함으로써 특성규명된다. 생성되는 응답이 교차된 편광기(통합 구체(sphere)로 구비된 DMS 301) 사이에서 샘플의 전송 변화에 의해 기록된다.
액정 호스트의 전자-광학적 특성은 중합체 벽 구조에 의해 유의적으로 영향을 받지 않는 것으로 관찰되었다.
장치
실시예
중합가능 액정 혼합물 1 내지 17은 각각 시험 셀에 충전하고 전술된 포토마스크 하에 UV로 조사된다. 도 2 내지 10은 중합가능 혼합물 1 내지 8에 의해 제조된 시험 셀의 중합 후 편광 현미경 이미지를 나타낸다. 생성된 중합체 벽은 암색 선(dark line)으로서 관찰될 수 있다.
도 10 내지 18은 중합체 혼합물 9 내지 17 각각으로부터 제조된 시험 셀의 중합 후(a), 기계적 응력 시험 후(b) 및 열 응력 시험 후(c) 편광 현미경 이미지를 나타낸다. 생성된 중합체 벽은 암색 선으로서 관찰될 수 있다.
Claims (36)
- 하나 이상의 중합가능 화합물을 포함하는 중합가능 성분 A, 및 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 B를 포함하는 액정 매질로서, 상기 중합가능 성분 A가 8 내지 24개의 고리 원자를 갖는 1환 탄화수소 기 및 이에 부착된 하나의 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제1 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질.
- 제1항에 있어서,
성분 A가 1 내지 30개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 기, 3 내지 7개의 고리 원자를 갖는 1환 탄화수소 기 또는 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 2- 또는 다-환 탄화수소 기, 및 이에 부착된 하나의 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
성분 A가 1 내지 30개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 탄화수소 기, 및 이에 부착된 2개 이상의 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식 I의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제1 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
P-Sp-G1 I
상기 식에서,
P는 중합가능 기이고;
Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합이고;
G1은 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된 8 내지 24개의 C 원자를 갖는 1환 탄화수소 기이고;
L은 F, Cl, -CN, -NO2 , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의적으로 치환된 실릴, 5 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이되, 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 추가로 하나 이상의 H 원자는 F, Cl 또는 -CN으로 대체될 수 있고;
Rx는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬이되, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 임의적으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 각각 임의적으로 대체될 수 있고;
R0 및 R00은 H 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬이고;
Y1은 할로겐이다. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제1 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
P 및 Sp는 제4항에 정의된 의미를 갖는다. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제1 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식 II의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
P-Sp-G2 II
상기 식에서,
P 및 Sp는 제4항에 정의된 의미를 갖고;
G2는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 기, 또는 3 내지 7개의 C 원자를 갖는 1환 알킬 기이고, 임의적으로 1-, 다- 또는 과-불화되고, 제4항에 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환되되, 하나 이상의 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 인접하지 않도록 -O-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 임의적으로 대체된다. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
P 및 Sp는 제4항에 정의된 의미를 갖고;
W11 및 W12는 H, F, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C12-알킬이고;
W13 및 W14는 H 또는 F이고;
n1은 2 내지 15의 정수이고;
n2 및 n3은 0, 또는 1 내지 3의 정수이다. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 2- 또는 다-환 탄화수소 기 및 이에 부착된 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식 IIA의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
P-Sp-G2A IIA
상기 식에서,
P 및 Sp는 제2항에 정의된 의미를 갖고;
G2A는 제4항에 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된 4 내지 30개의 고리 원자를 갖는 2- 또는 다-환 탄화수소 기이다. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 P-Sp-이거나 제4항에서 RX에 대하여 정의된 의미 중 하나를 갖고, 화학식 IIAA 내지 IIAC 각각에서 기 R 중 하나 이상은 P-Sp-를 나타낸다. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
P 및 Sp는 제4항에 정의된 의미를 갖고;
W11, W12 및 W13은 서로 독립적으로 H, F 또는 C1-C12-알킬이고;
사이클로알킬 기는 제4항에 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된다. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
n은 0, 또는 1 내지 8의 정수이고;
W는 H, CH3 또는 C2H5이고;
W11, W12 및 W13은 H, F 또는 C1-C12-알킬이다. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제2 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식 III의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
P1-Sp1-G3-Sp2-P2 III
상기 식에서,
P1 및 P2는 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 중합가능 기를 나타내고;
SP1 및 SP2는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하게 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고;
G3은 임의적으로 1-, 다- 또는 과-불화되고 제4항에 정의된 하나 이상의 기 L로 임의적으로 치환된 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 기이되, 하나 이상의 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 인접되지 않도록 -O-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 임의적으로 대체된다. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
P1, P2, Sp1 및 Sp2는 제16항에 정의된 바와 같고;
W11은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 H, F 또는 C1-C12-알킬이고;
n1은 2 내지 15의 정수이고;
n2 및 n3은 서로 독립적으로 0, 또는 1 내지 3의 정수이고;
n4는 0, 또는 1 내지 15의 정수이고;
n5는 3 또는 4이고;
화학식 III2의 사이클로헥실렌 고리는 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 W11로 임의적으로 치환된다. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
W는 H, CH3 또는 C2H5이고;
W11, n1, n2 및 n4는 제17항에 정의된 바와 같고;
화학식 III2a 내지 III2c의 사이클로헥실렌 고리는 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 W11로 임의적으로 치환된다. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제3 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하나 이상의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 축합된 방향족 또는 헤테로방향족 고리를 함유하는 고리 시스템, 및 이에 부착된 2개의 서로 상이한 중합가능 기를 포함하는 하나 이상의 제4 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질. - 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제4 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
P1-Sp1-B1-(Zb-B2)m-Sp2-P2 IV
상기 식에서,
P1, P2, Sp1 및 Sp2는 제16항에 정의된 바와 같고;
B1 및 B2는 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 융합된 고리를 또한 함유할 수 있고 비-치환되거나 제4항에 정의된 L로 1- 또는 다-치환된 4 내지 25개의 고리 원자를 갖는 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환족 기이되, B1 및 B2 중 하나 이상은 방향족 또는 헤테로방향족 기를 나타내고;
Zb는 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n11-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, CR0R00 또는 단일 결합이고;
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고;
m은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고;
n11은 1, 2, 3 또는 4를 나타낸다. - 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 A가 하기 화학식의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 제4 중합가능 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
P1, P2, Sp1, Sp2 및 L은 제16항에 정의된 바와 같고;
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-이고;
Z2 및 Z3은 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n11-이되, n11은 2, 3 또는 4이고;
r은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
s는 0, 1, 2 또는 3이고;
t는 0, 1 또는 2이다. - 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
액정 매질 중 제1, 제2, 제3 및 제4 중합가능 화합물의 총 농도가 1 내지 30 중량%인, 액정 매질. - 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
액정 매질 중 제1 중합가능 화합물 대 제2 중합가능 화합물의 비가 10:1 내지 1:10인, 액정 매질. - 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 B가 하기 화학식 A 및 B의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
는 각각 서로 독립적으로, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게
이고;
R21 및 R31은 서로 독립적으로 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이고, 이는 모두 임의적으로 불화되고;
X0은 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알켄일 또는 알켄일옥시이고;
Z31은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O- 또는 단일 결합이고;
L21, L22, L31 또는 L32는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고;
g는 0, 1, 2 또는 3이다. - 제25항에 있어서,
성분 B가 화학식 A 및/또는 B의 화합물 이외에 추가로 알켄일 기를 함유하는 하나 이상의 하기 화학식 E의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖는다:
는
이고;
는
이고;
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일이거나, 고리 X, Y 및 Z 중 하나 이상이 사이클로헥센일을 나타내는 경우에 RA2의 의미 중 하나를 또한 나타내고;
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
x는 1 또는 2이다. - 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 B가 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고;
b는 0 또는 1을 나타내고;
는
를 나타내고;
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내되, 추가로 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합을 나타내고;
L1 내지 L4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다. - 제27항에 있어서,
하기 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 알켄일 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서, 개별적인 라디칼은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 각각 서로 독립적으로 하기 의미를 갖는다:
는
를 나타내고;
는
를 나타내고;
는
를 나타내고;
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일이거나, 고리 X, Y 및 Z 중 하나 이상이 사이클로헥센일을 나타내는 경우에 RA2의 의미 중 하나를 또한 나타내고;
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합이고;
L1 및 L2는 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2H이고;
x는 1 또는 2이고;
z는 0 또는 1이다. - 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
중합가능 화합물이 중합되는, 액정 매질. - 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이.
- 제30항에 있어서,
가요성 또는 곡면형 디스플레이인 액정 디스플레이. - 제30항 또는 제31항에 있어서,
TN, OCB, IPS, FFS, posi-VA, VA 또는 UB-FFS 디스플레이인 액정 디스플레이. - 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 따른 액정 디스플레이의 제조 방법으로서, 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 정의된 액정 매질을 상기 디스플레이에 제공하는 단계, 및 중합가능 화합물을 상기 디스플레이의 정의된 영역에서 중합하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
- 제33항에 있어서,
중합가능 화합물이 UV 조사에 대한 노출에 의해 광중합되는, 제조 방법. - 제34항에 있어서,
중합가능 화합물이 포토마스크를 통한 UV 조사에 대한 노출에 의해 광중합되는, 제조 방법. - 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법으로서, 제1항 및 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에서 정의된 액정 성분 B를 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 정의된 하나 이상의 중합가능 화합물 또는 성분 A, 및 임의적으로는 추가적인 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는 제조 방법.
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