KR20210094612A

KR20210094612A - 이색성 염료 조성물

Info

Publication number: KR20210094612A
Application number: KR1020217019487A
Authority: KR
Inventors: 미하엘 융게; 에바 프타크; 크리스토프 베첼
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-07-29
Also published as: TWI819149B; JP2022507925A; JP7439086B2; CN113166652A; WO2020104563A1; EP3884011A1; US20230053362A1; EP3884011B1; TW202028197A; US11939512B2

Abstract

본 발명은, 벤조티아다이아졸 및 티아다이아졸로퀴녹살린 유도체의 조합을 포함하는 조성물, 상기 조성물을 함유하는 액정 매질 및 광학, 전자 및 전기-광학 장치, 특히 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지의 통과를 조절하기 위한 장치, 예를 들어 전환가능한 창에서의 상기 조성물 및 상기 매질의 용도에 관한 것이다.

Description

이색성 염료 조성물

액정은 특히 디스플레이 장치에서 유전체로서 사용되고, 이때 상기 물질의 광학적 특성은 인가되는 전압에 영향을 받을 수 있다. 액정을 기반으로 하는 전자광학 장치는 당업계에 공지되어 있고, 다양한 효과를 기반으로 할 수 있다. 이러한 유형의 장치는 예컨대 동적 산란을 갖는 셀, DAP(정렬된 상의 변형) 셀, 트위스트 네마틱(twisted nematic) 구조를 갖는 TN 셀, STN(슈퍼(super) 트위스트 네마틱) 셀, SBE(슈퍼 복굴절 효과) 셀, OMI(광학 모드 간섭) 셀 및 게스트-호스트(guest-host) 셀이다.

게스트-호스트 효과를 기반으로 하는 장치는 하일마이어(Heilmeier) 및 자노니(Zanoni)(문헌[G. H. Heilmeier et al., Appl. Phys. Lett., 1968, 13, 91f])에 의해 최초로 기재되었고, 이후로 광범위하게, 주로 액정(LC) 디스플레이 소자에 사용되고 있는 것으로 나타났다. 게스트-호스트 시스템에서, 액정 매질은 액정에 추가로 하나 이상의 이색성 염료들을 포함한다. 상기 염료 분자에 의한 흡광에 대한 직접적인 의존성에 기인하여, 염료들이 액정과 그들의 정렬을 변화시키는 경우 빛에 대한 염료-도핑된 액정의 투과도가 조절될 수 있다.

액정 디스플레이에서의 사용 이외에도, WO　2009/141295 및 WO 2010/118422에 기재된 바와 같이 상기 유형의 장치는 광 또는 에너지 통과를 조절하기 위한 전환 소자로서 또한 사용된다.

외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치에서, 다수의 상이한 기술적 해법이 제안되어 왔다.

장치에 대한 가능한 모드 중 하나에서, 일반적으로 전술된 하나 이상의 이색성 염료와 조합된 액정 매질이 전환층(switching layer)(들)에서 사용될 수 있다. 전압의 적용에 의해, 이색성 염료 분자의 배향 정렬에서의 변화가 이러한 전환층에서 달성될 수 있다. 따라서, 방향-의존적 흡광으로 인해 전환층의 투과율 변화를 얻을 수 있다. 해당 장치는 예를 들어 WO 2009/141295에 기술되어 있다.

다르게는, US　2010/0259698에 기재된 바와 같이, 투과 거동에서의 이러한 변화가 전기 전압 없이, 액정 매질의 등방성 상태로부터 액정 상태로의 온도에 의해 유도된 전이에 의해 성취될 수 있다.

WO　2009/141295 및 WO　2010/118422는 게스트-호스트 유형의 디스플레이 소자를 위한 시아노바이페닐 유도체 및 하나 이상의 이색성 염료를 포함하는 액정 매질을 기술한다. 동일한 적용례에 있어서, US　6033598 및 US　5762824에는 하나 이상의 이색성 염료 이외에도, 각각 하나 이상의 불소 원자로 치환된 3개의 고리 요소로 이루어지는 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질이 기재되어 있다.

릴렌 염료는 전술된 장치를 위한 용도에 대해, 예를 들어 WO　2009/141295, WO　2013/004677 및 WO 2014/090373에 기재된 바 있다.

WO 2014/187529는 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치에 사용하기 위한 벤조티아다이아졸 유도체를 포함하는 액정 매질의 용도를 기술한다.

WO 2016/177449는 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치에 사용하기 위한 티아다이아졸로퀴녹살린 유도체를 포함하는 액정 매질의 용도를 기술한다.

장치 성능 및 신뢰성 측면에서 이점을 제공하는 이색성 염료 화합물 및 이들 화합물을 포함하는 조성물 및 매질에 대한 필요성이 당업계에 여전히 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이색성 화합물을 포함하는 개선된 조성물을 제공하는 것이며, 이때 이들 조성물은 게스트-호스트 유형 적용례에 특히 유용하다. 또한 승온에서 또는 직사 및 연장된 태양광 조사와 같은 보다 까다로운 작업 조건 하에서 사용될 때도 성능, 외관, 안정성 및 신뢰성 측면에서 이점을 제공할 수 있는 조성물을 제공하는 것이 특정 목적이다. 또한, 이들 조성물을 포함하고 넓고 안정한 LC 상 범위, 특히 유리한 저온 안정성을 나타내며 또한 적절한 높은 질서도를 제공할 수 있는 개선된 액정 매질을 제공하는 것이 목적이다. 예를 들어, 직사 및 연장된 태양광 조사에 대한 안정성 또는 미적 인상의 측면에서, 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치, 특히 스마트 전환가능한 창에서 특히 유리한 성능을 허용하는 전기 광학 적용례를 위한 안정적이고 신뢰할 수 있는 전환 매질을 제공하는 것이 또 다른 목적이다. 본 발명의 추가 목적은 이후의 상세한 설명으로부터 당업자에게 즉시 명백하다.

상기 목적은 독립청구항에서 정의된 발명의 대상에 의해 해결되는 반면, 바람직한 양태는 각각의 종속청구항에서 개시되고 하기에서 추가로 기술된다.

특히, 본 발명은 주요 측면, 바람직한 양태 및 특정 특징을 포함하는 하기의 항목을 제공하며, 이는 각각 단독으로 및 조합하여 상기 목적을 해결하고 궁극적으로 추가적인 이점을 제공하는 데 기여한다.

본 발명의 제 1 측면은 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 하기 화학식 II의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다:

상기 식에서,

R¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H, F, CN, N(R^z)₂, Si(R^z)₃, 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시를 나타내며, 이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R^z)=C(R^z)-, -C≡C-,

, -N(R^z)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 CN으로 대체될 수 있고,

X는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, CR^a 또는 N을 나타내고,

R^a는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, F, Cl, N(R^z)₂ 또는 CN을 나타내고,

R² 및 R^z는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H, 할로겐, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있고,

Ar¹ 및 Ar²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 아릴 또는 헤테로아릴 기를 나타내며, 이는 하나 이상의 라디칼 L로 치환될 수 있고,

L은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, OH, SCN, SF₅, N(R^z)₂ 또는 각각의 경우에 임의적으로 플루오르화된, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,

Z¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 단일 결합, -O-, -S-, -C(O)-, -CR^y1R^y2-, -CF₂O-, -OCF₂-, -C(O)-O-, -O-C(O)-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CR^x1=CR^x2-, -C≡C-, -CR^x1=CR^x2-CO-, -CO-CR^x1=CR^x2-, -CR^x1=CR^x2-COO-, -OCO-CR^x1=CR^x2- 또는 -N=N-를 나타내고,

Z²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 단일 결합, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -C≡C-를 나타내고,

a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고,

R^x1 및 R^x2는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

R^y1은 H 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

R^y2는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.

놀랍게도, 상기 및 하기에 기술된 하나 이상의 화학식 II의 화합물과 조합하여 상기 및 하기에 기술된 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 조성물이, 예를 들어 향상된 광 및 온도 안정성과 액정 매질에서의 향상된 용해도 측면에서 우수한 조합된 특성 및 특징을 보임이 확인되었다.

화학식 I의 화합물 자체뿐만 아니라 화학식 II의 화합물 자체는 이미 유리한 특성, 예를 들어, 특히 VIS 및/또는 NIR 광 영역에서의 높은 이색성 비율, 유리한 색 순도 및 큰 흡광(extinction coefficient) 계수를 나타낼 수 있지만, 둘다의 부류의 화합물을 함께 사용하면 예상치 못한 추가 이점을 제공할 수 있다.

화학식 I 및 II의 화합물의 조합을 함유하는 본 발명에 따른 조성물은 개선된 광견뢰성 및 액정 매질에서의 개선된 용해도를 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 조성물은 예를 들어 승온, 예컨대 70℃ 초과까지의 온도에서 연장된 광 조사 하에서도 우수한 안정성을 나타낼 수 있다.

화합물 및 전체 조성물의 개선된 용해도는, 특히 특정 색상을 제공하거나 전체 VIS 범위를 커버(cover)하여 흑색 또는 색-중성(colour-neutral) 외관을 제공하는 관점에서, 맞춤형 염료-도핑된 액정 매질을 제공하는 능력을 개선하는 데 유리하게 기여한다. 놀랍게도, NIR 스펙트럼 범위는 적어도 부분적으로 커버될 수 있다.

상기 화합물의 조합을 함께 포함하는 조성물은 특히 가시 스펙트럼에서 최소한의 잔류 형광을 제공하거나 심지어는 식별할 수 없는 잔류 형광을 제공할 수 있어서, 적색 글로우와 같은 원치 않는 또는 바람직하지 않은 색상 아테팩트(artefact)를 피하거나 적어도 실질적으로 감소시킬 수 있다.

이러한 유리한 결합된 조성물의 특성 및 특징은, 광학, 전기 광학 및 전자 적용례에서 예를 들어 온도 또는 광 노출과 관련하여 더 까다로운 환경 또는 작업 조건에서도 장치 안정성, 신뢰성, 성능 및 외관 측면에서 유익할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 조광가능한(dimmable) 스마트 창과 같은 게스트-호스트 유형 적용례에 특히 유용하며, 이때 염료-도핑된 액정 매질은 적절하게 넓고 안정한 LC 상 범위 및 특히 유리한 저온 안정성을 나타낼 수 있다.

조성물은 2 개 이상의 화학식 I의 화합물 및 2 개 이상의 화학식 II의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 또 다른 측면은, 본 발명에 따른 조성물 및 추가로 하나 이상의 메소젠 화합물을 포함하는 액정 매질에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 매질은, 특히 스마트 전환가능한 창에서 장치 성능 및 신뢰성 측면에서, 예를 들어 태양광의 직사 및 연장된 조사에 대한 안정성 또는 미적 인상에 대한 관점에서 이점을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 건축용 창 또는 자동차 선루프에서의 본 발명에 따른 액정 매질의 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치는 상용 차량, 보트, 기차 또는 비행기에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 추가 양태에서, 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치가 제공되며, 이때 상기 장치는 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 전환층을 포함한다. 특히, 상기 장치는 창, 특히 건물 또는 파사드(facade)의 창에 포함될 수 있다.

따라서, 본 발명의 또 다른 측면은, 본원에 기술된 바와 같이, 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치를 포함하는 창에 관한 것이다.

본 발명의 추가 측면에서, 본 발명에 따른 조성물은, 전기 광학 디스플레이, 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치, 전기 반도체, 유기 전계 효과 트랜지스터, 인쇄 회로, 무선 주파수 식별 소자, 다이오드, 유기 발광 다이오드, 조명 소자, 광전지 장치(특히 내부의 감광제(sensitizer) 또는 반도체로서), 광학 센서, 효과 안료, 장식 소자에서, 또는 예컨대 자동차 분야에서의 중합체 착색용 염료로서 사용된다.

이에 따라 본 발명을 제한하지 않고, 하기에서 본 발명은 측면, 양태 및 특정 특징의 상세한 설명에 의해 예시되고, 특정 양태는 더 상세하게 기술된다.

본 발명에서, 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치는, 바람직하게는, 비교적 낮은 에너지 투과율의 구조체 내에 배열된 영역을 통해 에너지, 특히 광, 특히 태양광의 통과를 조절하는 장치를 의미하는 것으로 간주된다. 낮은 에너지 투과율의 구조체는 예를 들어 벽 또는 자동차의 차체일 수 있다. 따라서, 에너지는 예를 들어 개방 영역 또는 특히 벽의 유리 영역을 통과 할 수 있다. 따라서, 장치는 바람직하게는 창, 예를 들어 절연된 글레이징 유닛의 구성 요소가 되도록 배열된다.

조절된 에너지 통과는, 외부 공간, 바람직하게는 직간접적인 태양광에 노출된 환경으로부터, 내부 공간, 예컨대 건물 또는 차량, 또는 상기 환경으로부터 실질적으로 봉인된 다른 유닛으로 일어난다.

본 발명의 목적에 있어서, 용어 "에너지"는 특히 자외선-A, 가시광선 및 근적외선 영역의 전자기 복사에 의한 에너지를 의미한다. 특히, 이는 창에 통상적으로 사용되는 물질, 예를 들어 유리에 의해 전혀 흡광되지 않거나, 단지 무시할만한 정도로만 흡광됨을 의미한다. 본원에서, 자외선-A 영역은 320 nm 내지 380 nm 범위, 가시광선 영역은 380 nm 내지 780 nm 범위, 근적외선 영역은 780 nm 내지 2000 nm 범위의 파장을 의미한다. 상응하게, 용어 "광"은 일반적으로 320 nm 내지 2000 nm, 특히 380 nm 내지 780 nm의 파장을 갖는 전자기 복사를 의미한다.

본원에서, 이색성 염료는 흡광 특성이 빛의 편광의 방향에 대한 화합물의 배향에 의존하는 흡광 화합물을 의미한다. 본 발명에 따른 이색성 염료 화합물은 전형적으로 신장된 형태를 갖는데, 즉 상기 화합물은 1개의 공간 방향으로(즉, 장축을 따라) 다른 2개의 공간 방향으로보다 상당히 더 길다.

용어 "유기 기"는 탄소 또는 탄화수소 기이다.

용어 "탄소 기"는 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 1가 또는 다가 유기 기이되, 이때 이 기는 추가의 원소를 함유하지 않거나(예컨대 -C≡C-), 하나 이상의 추가 원자, 예를 들어 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 임의적으로 함유한다(예를 들어 카보닐 등). 용어 "탄화수소 기"는 하나 이상의 H 원자를 추가적으로, 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 임의적으로 함유하는 탄소 기이다.

"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I, 바람직하게는 F 또는 Cl이다.

탄소 또는 탄화수소 기는 포화 또는 불포화 기일 수 있다. 불포화 기는, 예를 들어 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 이상의 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리일 수 있고, 스피로 연결 또는 축합된 고리를 함유할 수 있다.

또한, 용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포괄한다.

용어 "아릴"은 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기이다. 용어 "헤테로아릴"은 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 상기 정의된 아릴이다.

바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 25개, 특히 바람직하게는 1 내지 18개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시; 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 또는 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 또는 아릴옥시카보닐옥시이다.

추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C₁-C₄₀ 알킬, C₂-C₄₀ 알켄일, C₂-C₄₀ 알킨일, C₃-C₄₀ 알릴, C₄-C₄₀ 알킬다이엔일, C₄-C₄₀ 폴리엔일, C₆-C₄₀ 아릴, C₆-C₄₀ 알킬아릴, C₆-C₄₀ 아릴알킬, C₆-C₄₀ 알킬아릴옥시, C₆-C₄₀ 아릴-알킬옥시, C₂-C₄₀ 헤테로아릴, C₄-C₄₀ 사이클로알킬, C₄-C₄₀ 사이클로알켄일 등이다. C₁-C₂₂ 알킬, C₂-C₂₂ 알켄일, C₂-C₂₂ 알킨일, C₃-C₂₂ 알릴, C₄-C₂₂ 알킬다이엔일, C₆-C₁₂ 아릴, C₆-C₂₀ 아릴알킬 및 C₂-C₂₀ 헤테로아릴이 특히 바람직하다.

추가로 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 고리 알킬 라디칼이되, 이는 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 다치환될 수 있고, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R^b)=C(R^b)-, -C≡C-, -N(R^b)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있다.

R^b는 바람직하게는 H, 할로겐, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 고리 알킬쇄이되, 하나 이상의 비인접 C 원자가 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 염소, 6 내지 40개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시, 2 내지 40개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시로 대체될 수 있다.

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, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸 및 퍼플루오로헥실이다.

바람직한 알켄일 기는, 예를 들어 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일 및 사이클로옥텐일이다.

바람직한 알킨일 기는, 예를 들어 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틸일, 헥신일 및 옥틴일이다.

바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, 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 및 n-도데콕시이다.

바람직한 아미노 기는, 예를 들어 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노 및 페닐아미노이다.

아릴 및 헤테로아릴 기는 일고리 또는 다고리일 수 있는데, 즉 1개의 고리를 함유하거나(예컨대 페닐), 융합될 수 있는 2개 이상의 고리를 함유하거나(예컨대 나프틸), 공유결합될 수 있는 2개 이상의 고리를 함유하거나(예컨대 바이페닐), 융합된 고리 및 연결된 고리의 조합을 함유한다. 헤테로아릴 기는 하나 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다. 이러한 유형의 고리 시스템은 개별적인 비공액된 단위를 함유할 수 있고, 예를 들어 플루오렌 기본 구조가 이러한 경우이다.

융합된 고리를 임의적으로 함유하고 임의적으로 치환된 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 일고리, 이고리 또는 삼고리 아릴 기 및 2 내지 25개의 C 원자를 갖는 일고리, 이고리 또는 삼고리 헤테로아릴기가 특히 바람직하다. 5, 6 또는 7원 아릴 및 헤테로 아릴 기(하나 이상의 CH 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 N, S 또는 O로 대체될 수 있음)가 추가로 바람직하다.

바람직한 아릴 기는, 예를 들어 모구조 벤젠, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]-터페닐, 나프탈렌, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등으로부터 유도된다.

바람직한 헤테로아릴 기는, 예를 들어 5원 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; 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-테트라-진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합된 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤족사졸, 나프톡사졸, 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, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 다이하이드로티에노[3,4-b]-1,4-다이옥신, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜 또는 상기 기들의 조합이다. 헤테로아릴 기는 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬, 또는 하나의 추가 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.

(비방향족) 지방족 고리(alicyclic) 및 헤테로 고리 기는 포화된 고리, 즉 단일 결합을 배타적으로 함유하는 것, 및 부분 포화된 고리, 즉 다중결합을 함유하는 것 둘 다를 포괄한다. 헤테로 고리는 하나 이상의 헤테로원자, 바람직하게는 Si, O, N, S 및Se로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.

(비방향족) 지방족 고리 및 헤테로 고리 기는 일고리 또는 다고리일 수 있는데, 즉 단지 하나의 고리를 함유하거나(예컨대 사이클로헥산), 다수의 고리를 함유할 수 있다(예컨대 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄). 포화된 기가 특히 바람직하다. 융합된 고리를 임의적으로 함유하거나, 임의적으로 치환된 3 내지 25개의 C 원자를 갖는 일고리, 이고리 또는 삼고리 기가 추가로 바람직하다. 5, 6, 7 또는 8원 탄소환 기(하나 이상의 C 원자가 Si로 대체될 수 있고/거나 하나 이상의 CH 기가 N으로 대체될 수 있거나 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있음)가 추가로 바람직하다.

바람직한 지방족 고리 및 헤테로 고리 기는, 예를 들어 5원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 페페리딘; 7원 기, 예컨대 사이클로헵탄; 및 융합된 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 및 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.

아릴, 헤테로아릴, 탄소 및 탄화수소 라디칼은 임의적으로, 바람직하게는 실릴, 설포, 설포닐, 포르밀, 아민, 이민, 니트릴, 머캅토, 니트로, 수소, C_1-12 알킬, C_6-12 아릴, C_1-12 알콕시, 하이드록시 또는 상기 기들의 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기를 가진다.

바람직한 치환기는, 예를 들어 용해도-증진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자-끄는 기, 예컨대 불소, 니트로 또는 니트릴, 또는 중합체에서의 유리 전이 온도(T_g)를 증가시키는 치환기, 특히 벌키(bulky) 기, 예컨대 t-부틸 또는 임의적으로 치환된 아릴 기이다.

바람직한 치환기는 F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂ , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^a)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^a 또는 -N(R^a)₂이되, R^a는 상기 제시된 의미를 갖고, Y¹은 할로겐, 임의적으로 치환된 실릴, 6 내지 40개, 바람직하게는 6 내지 20개의 C 원자를 갖는 아릴, 또는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이되, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 임의적으로 대체될 수 있다.

보다 바람직한 치환기는 예컨대 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅, 또는 페닐이다.

본원에서, L로 표시된 치환기는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, SCN, SF₅, N(R^z)₂, 또는 각각의 경우에 임의적으로 플루오르화된, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이다.

L은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, F, 또는 각각의 경우에 임의적으로 플루오르화된, 1 내지 7 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시를 나타내는 것이 바람직하다.

"치환된 실릴 또는 아릴"은 할로겐, -CN, R^y1, -OR^y1, -CO-R^y1, -CO-O-R^y1, -O-CO-R^y1 또는 -O-CO-O-R^y1로 치환된 것을 의미하되, R^y1은 상기 제시된 의미를 가진다.

바람직한 양태에서, Ar¹ 및 Ar²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 6 내지 15개의 C 원자를 갖는 아릴 기 또는 2 내지 15개의 C 원자를 갖는 헤테로아릴 기이되, 이는 상기 및 하기 정의된 하나 이상의 라디칼 L로 치환될 수 있고, 이때 L은 바람직하게는 F이다.

Ar¹ 및 Ar²는 특히 바람직하게는 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 모물질 예컨대, 벤젠, 플루오렌, 나프탈렌, 피리딘, 피리미딘, 피리다진, 티오펜, 셀레노펜, 티아졸, 티아다이아졸, 벤조티아다이아졸, 다이하이드로티에노다이옥신, 벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조다이티오펜, 사이클로펜타다이티오펜, 티에노티오펜, 인데노티오펜, 퓨란, 벤조퓨란, 다이벤조퓨란 또는 퀴놀린, 매우 특히 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 티아다이아졸, 티에노티오펜 및 티오펜으로부터 유도된 기(라디칼 L, 특히 F로 임의적으로 치환됨)로부터 선택된다.

특히 바람직한 양태에서, Ar¹ 및 Ar²는 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,4-나프틸렌, 2,6-나프틸렌, 티아졸-2,5-디일, 티오펜-2,5-디일 또는 티에노티오펜-2,5-디일을 나타내고, 이때 하나 이상의 H 원자는 상기 및 하기에 정의된 기 L로 대체될 수 있다.

훨씬 더 바람직하게는, Ar¹ 및 Ar²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 1,4-페닐렌, 티오펜-2,5-디일 또는 티에노티오펜-2,5-디일을 나타내며, 이때 하나 이상의 H 원자는 상기 및 하기에 정의된 기 L로 대체될 수 있고, L은 바람직하게는 F를 나타낸다.

화학식 I 및 II의 화합물에서, Ar¹ 중 적어도 하나는 티오펜-2,5-디일 또는 티에노티오펜-2,5-디일, 보다 바람직하게는 티오펜-2,5-디일인 것이 바람직하다.

또 다른 양태에서, 화학식 I의 화합물(들)에서, a 및 b는 0이고, Ar¹ 중 적어도 하나가 티에노티오펜-2,5-디일인 것이 바람직하다.

추가 양태에서, 화학식 II의 화합물(들)에서, c 및 d는 0이고, Ar¹ 중 적어도 하나가 티에노티오펜-2,5-디일인 것이 바람직하다.

바람직한 양태에서, Z¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 단일 결합, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 C≡C-를 나타낸다. Z¹이 단일 결합을 나타내는 것이 특히 바람직하다.

Z²가 단일 결합을 나타내는 것이 바람직하다.

바람직하게는, R¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, N(R^z)₂ 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시를 나타내며, 이때 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있으며, 여기서 R^z는 상기 및 하기에 주어진 의미를 갖는다.

R¹은, 동일하거나 상이하게, 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형, 바람직하게는 분지형 알킬 또는 알콕시, 또는 N(R^a)₂를 나타내는 것이 특히 바람직하며, 이때 R^a는 서로 독립적으로 1 내지 9 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 바람직하게는 에틸, 부틸 및 헥실이다.

일 양태에서, 각각의 경우에 R¹은 동일하거나 상이하게, 서로 독립적으로 3 내지 20개의 C 원자, 바람직하게는 3 내지 12개의 C 원자를 갖는 분지쇄 알킬 기이되, 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있고, 하나 이상의 CH₂ 기는 O로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있다.

바람직한 양태에서, R¹은 알킬 기, 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실 또는 n-운데실 기에 결합된 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, 또는 n-펜틸 기, 예를 들어 2-에틸헥실, 2-에틸헵틸, 2-에틸옥틸, 2-에틸노닐, 2-에틸데실, 3-에틸헥실, 3-에틸헵틸, 3-에틸옥틸, 3-에틸노닐 또는 3-에틸데실 등을 나타낸다.

특히 바람직한 양태에서, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, R¹은 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, 에톡시, n-프로폭시, n-부톡시, n-펜틸옥시, n-헥실옥시, n-헵틸옥시, 또는 3 내지 12 개의 C 원자를 갖는 분지형 알킬 또는 알콕시 기를 나타낸다.

또다른 바람직한 양태에서, 기 R¹은 서로 독립적으로 하나의 알킬 기 당 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 다이알킬아미노 기이다.

바람직하게는, R²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 1 내지 9 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시, 바람직하게는 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, 특히 에틸을 나타낸다.

바람직하게는, R^z는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸 또는 n-노닐, 보다 바람직하게는 에틸, n-부틸 또는 n-헥실을 나타낸다.

기 R^x1 및 R^x2는 바람직하게는 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H, F 또는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 기, 더욱 바람직하게는 H 또는 F, 특히 H이다.

바람직한 양태에서, a, b, c 및 d는 모두 1을 나타낸다. 그러나, 대안적인 양태에서, a 및 b 중 적어도 하나가 0을 나타내고/내거나 c 및 d 중 적어도 하나가 0을 나타내는 것도 가능하다. 따라서, a와 b가 모두 0이고/이거나 c와 d가 모두 0 일 수도 있다. a와 b 중 하나가 1이고 다른 하나가 0이고 c와 d에 대해서도 마찬가지인 경우, 비대칭 화합물이 수득된다.

바람직한 양태에서, X 중 적어도 하나는 CR^a를 나타내고, 바람직하게는 기 X는 둘다 CR^a를 나타내며, 바람직하게는 R^a는 1 내지 4 개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 H, 특히 H이다. 그러나, 대안적인 양태에서, 하나 또는 둘다의 기 X는 N이다.

화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-a, I-b 및 I-c의 화합물로부터 선택되고, 화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-a, II-b 및 II-c의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

가변 기는 상기 화학식 I 및 II에 대해 개시된 의미를 갖고,

Z¹ 및 Z²는 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,

Ar¹ 및 Ar²는 바람직하게는 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 1,4-페닐렌, 티오펜-2,5-디일 및 티에노티오펜-2,5-디일으로부터 선택되고, 이들 기는 임의적으로 이들 기는 하나 이상의 F로 치환될 수 있다.

일 양태에서, 하기 화학식 I-i, I-ii 및 I-iii의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 하나 이상의 하기 화학식 I-i의 화합물, 및 하기 화학식 II-i, II-ii 및 II-iii의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 하나 이상의 하기 화학식 II-i의 화합물을 포함하는 조성물이 제공된다:

상기 식에서,

R¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H, F, CN, N(R^z)₂, 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시를 나타내며, 이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R^z)=C(R^z)-, -C≡C-,

R^y1은 H 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

R^y2는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.

화학식 I-iii 및 II-iii의 화합물의 경우, Ar¹ 중 적어도 하나, 바람직하게는 Ar¹ 기 모두가 티에노티오펜-2,5-디일을 나타내는 것이 바람직하다.

화학식 I-i의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 I-i-a, I-i-b, I-i-c, I-i-d, I-i-e 및 I-i-f의 화합물, 더욱 바람직하게는 I-i-a 및 I-i-c의 화합물로부터 선택되고, 화학식 II-i의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 II-i-a, II-i-b, II-i-c, II-i-d, II-i-e 및 II-i-f의 화합물, 더욱 바람직하게는 II-i-a 및 II-i-c의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹, Ar², Z¹ 및 R²는 상기 화학식 I 및 II에 대해 기재된 의미를 갖고, 이때 Z¹은 바람직하게는 단일 결합을 나타내고, Ar²는 바람직하게는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 1,4-페닐렌 및 티오펜-2,5-디일로부터 선택되고, 이때 임의적으로 이들 기는 하나 이상의 F로 치환될 수 있다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는, 하나 이상의 화학식 II-i-a의 화합물과 함께 화학식 I-i-a 및/또는 I-i-c의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.

바람직한 양태에서, 화학식 I의 화합물은 하기 화학식 I-i-a-1, I-i-a-2 및 I-i-c-1의 화합물로부터 선택되고, 화학식 II의 화합물은 하기 화학식 II-i-a-1 및 II-i-a-2의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹은 화학식 I에 대해 제시된 의미를 갖고, R²는 화학식 II에 대해 제시된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 조성물은 하기 화학식 I-1, I-2, I-3 및 I-4의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 2 개 이상의 화합물, 및 하기 화학식 화학식 II-1, II-2, II-3, II-4 및 II-5의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 2 개 이상의 화합물을 포함한다:

.

상기 조성물은, 2 개 이상의 화학식 I의 화합물, 바람직하게는 3 개 이상의 화학식 I의 화합물, 더욱 바람직하게는 4 개 이상의 화학식 I의 화합물, 특히 상기 및 하기 기재된 각각의 바람직한 하위 화학식의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 조성물은, 2 개 이상의 화학식 II의 화합물, 바람직하게는 3 개 이상의 화학식 II의 화합물, 더욱 바람직하게는 4 개 이상의 화학식 II의 화합물, 특히 상기 및 하기 기재된 각각의 바람직한 하위 화학식의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

특히 바람직한 양태에서, 상기 조성물은, 2 개 이상, 바람직하게는 2 개, 3 개 또는 4 개의 화학식 II-1, II-2, II-3, II-4 및 II-5의 화합물과 함께 2 개, 3 개 또는 4 개, 특히 3 개의 화학식 I-1, I-2, I-3 및 I-4의 화합물을 함유한다.

유리한 상용성으로 인해, 화학식 I 및 II의 화합물, 및 상기 기재된 각각의 바람직한 하위 화학식의 화합물은, 원하는 대로 실질적으로 임의의 비율로 혼합될 수 있다. 전형적으로, 조성물에 가장 적은 양으로 함유된 화합물의 양 대 조성물에 가장 많은 양으로 함유된 화합물의 양의 비율은 1:1 내지 1:100, 바람직하게는 1:1 내지 1:10 범위이다.

화합물, 및 조성물에 포함될 각각의 화학식 I 및 II의 화합물 및 상기 및 하기 기재된 각각의 바람직한 하위 화학식의 화합물의 양은, 주어진 적용례에서 목적하는 또는 필요한 색 효과가 수득될 수 있도록 우호적으로 선택 및 혼합될 수 있다.

일 양태에서, 화합물은 각각 적색, 녹색 및 청색을 갖는 조성물에 함유된다. 바람직한 양태에서, 조성물 중의 화합물은 전체 가시광 스펙트럼을 전체적으로 커버하는 흡광도를 갖는다. 이러한 방식으로, 무색 또는 흑색 외관을 수득할 수 있다. 이러한 색-중립 외관은, 색상 아테팩트 또는 잔여 색상을 최소화하거나 피해야 하는 적용례, 예컨대 특정의 스마트 창 적용례에서 유리할 수 있다.

추가로, 조성물에 하나 이상의 근적외선 염료를 포함시키는 것이 유리할 수 있음이 밝혀졌다. 이 조건은, 가시광 스펙트럼의 잔류 형광을 최소화하거나 심지어 피하는 데 유리하게 기여하여 원하지 않는 색상 아테팩트(예: 적색 글로우)를 피하거나 적어도 실질적으로 감소시킬 수 있다.

특히 바람직한 양태에서, 조성물은 하나 이상의 보라색 염료, 하나 이상의 청색 염료, 하나 이상의 황색 염료, 하나 이상의 적색 염료 및 하나 이상의 근적외선 염료를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물 및 액정 매질은 하기 화합물 (1) 내지 (310)의 군으로부터 선택된 하나 이상, 바람직하게는 2 개 이상, 더욱 바람직하게는 3 개 이상, 더욱더 바람직하게는 4 개 이상의 화합물을 포함한다:

.

화학식 I 및 II의 화합물은 문헌(예를 들어, [Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart)와 같은 표준 작업]에 기재된 바와 같이, 상기 반응에 대해 알려져 있고 적합한 반응 조건 하에서, 그 자체로 공지되어 있거나 공지된 공정과 유사한 방법으로 제조될 수 있다. 본원에서 그 자체로 공지된 변형을 사용할 수도 있지만, 본원에서는 더욱 자세히 언급하지는 않는다.

화학식 I 및 II의 화합물은 바람직하게는 양의 이색성 염료, 즉 양의 이방성도 R을 갖는 염료이다.

이방성도 R은, 빛의 편광 방향에 대한 분자의 평행 및 수직 정렬에 대한 흡광 계수의 값으로부터 염료를 포함하는 LC 혼합물에 대해 결정된다.

본 발명에 따르면, 이방성도 R은 바람직하게는 0.4 초과, 더 바람직하게는 0.6 초과, 훨씬 더 바람직하게는 0.7 초과, 특히 0.8 초과이다.

흡광은, 바람직하게는 빛의 편광 방향이 화학식 I 및 II의 화합물의 가장 긴 분자 신장 방향과 평행할 때 최대에 도달하고, 바람직하게는 빛의 편광 방향이 화학식 I 및 II의 화합물의 가장 긴 분자 신장 방향과 수직일 때 최소에 도달한다.

본 발명에 따른 조성물에 함유된 화학식 I 및 II의 화합물은, 액정 호스트 혼합물에서 게스트 화합물, 특히 이색성 염료로서 유리하게 사용될 수 있다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 이색성 염료 화합물의 조합을 함유하는 전체 조성물이 액정 매질에서 우수한 용해도를 나타낼 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이를 통해 LC 매질에서 의미있고 효과적인 염료 농도를 달성할 수 있으며, 이는 전환가능한 장치에서 수득가능한 콘트라스트 비 및 전환 성능에 유리하게 기여할 수 있다.

따라서, 본 발명의 유리한 측면에서, 본 발명에 따른 조성물에 추가하여 하나 이상의 메소젠 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질이 제공된다.

바람직하게는, 조성물의 화합물은 용액의 액정 매질에 존재한다.

원칙적으로, 적합한 호스트 혼합물은 통상적인 VA, TN, STN, IPS 또는 FFS 디스플레이에 사용하기에 적합한 임의의 음 또는 양의 액정 매질이다.

적합한 액정 혼합물은 당업계에 공지되어 있고 문헌에 기재되어 있다. 음의 유전 이방성을 갖는 VA 디스플레이를 위한 액정 매질은, 예를 들어 EP 1 378 557 A1에 기재되어 있다.

LCD에, 특히 IPS 디스플레이에 적합한 양의 유전 이방성을 갖는 적합한 액정 혼합물은, 예를 들어 JP　07-181　439　(A), EP　0　667　555, EP 0　673　986, DE　195　09　410, DE　195　28　106, DE　195　28　107, WO　96/23　851, WO　96/28　521 및 WO 2012/079676으로부터 공지되어 있다.

본 발명에 따른 음 또는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질의 바람직한 양태는 하기 제시된다.

바람직하게는, 액정 호스트 혼합물은 네마틱 액정 혼합물이고, 바람직하게는 키랄 액정 상을 갖지 않는다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 액정 매질은 음의 유전 이방성을 갖는 액정 호스트 혼합물이다. 따라서, 바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 메소젠 매질은 하기 항목 (a) 내지 (w)로부터 선택된 성분을 포함한다:

(a) 하기 화학식 CY, PY 및 AC의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

a는 1 또는 2이고;

b는 0 또는 1이고;

c는 0, 1 또는 2이고;

d는 0 또는 1이고;

는

이고;

및

이고;

는

이고;

R¹ 및 R², R^AC1 및 R^AC2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬(1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고;

Z^x 및 Z^y는 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 결합이고;

L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, CN, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂이고,

여기서 개별 라디칼은 하기 의미를 갖고:

각각은 서로 독립적으로 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,

Z^AC는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,

바람직하게는, L¹ 및 L² 둘 다 F이거나, L¹ 및 L² 중 하나가 F이고 나머지 하나가 Cl이거나, L³ 및 L⁴ 둘 다 F이거나, L³ 및 L⁴ 중 하나가 F이고 나머지 하나가 Cl이다.

화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

a는 1 또는 2이고;

알킬 및 알킬^*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고;

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합이다.

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-이다.

화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합이다.

바람직하게는, 화학식 AC의 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

.

(b) 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

는

이고;

는

이고;

R³및 R⁴는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고;

Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이다.

화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이다.

화학식 ZK1 및 ZK3의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 ZK의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.

화학식 ZK1a 및 ZK3a의 화합물이 가장 바람직하다.

(c) 하나 이상의 하기 화학식 DK의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

개별 라디칼은 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 하기 의미를 가진다:

R⁵ 및 R⁶은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, R⁵ 및 R⁶은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고;

는

이고;

는

이고;

e는 1 또는 2이다.

화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

화학식 DK1, DK4, DK7, DK9, DK10 및 DK11의 화합물이 바람직하다.

(d) 하나 이상의 하기 화학식 LY의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

는

이되, 하나 이상의 고리 F는 사이클로헥실렌과는 상이하고,

f는 1 또는 2이고;

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;

Z^x는 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 결합이고;

L¹ 및 L²는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, 또는 CHF₂이다.

바람직하게는, 라디칼 L¹ 및 L² 둘 다 F이거나, 라디칼 L¹ 및 L² 중 하나가 F이고 나머지 하나가 Cl이다.

화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹은 상기에 정의된 바와 같고;

알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합이고;

v는 1 내지 6의 정수이다.

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-이다.

(e) 하나 이상의 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:

상기 식에서,

알킬은 C_1-6-알킬이고;

L^x는 H 또는 F이고;

X는 F, Cl, OCF₃, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂이다.

X가 F인 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.

(f) 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R⁵는 R¹에 대해 상기에 정의된 의미 중 하나를 갖고,

알킬은 C_1-6-알킬이고;

d는 0 또는 1이고;

z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수이다.

상기 화합물에서 R⁵는 특히 바람직하게는 C_1-6-알킬, C_1-6-알콕시 또는 C_2-6-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 하나 이상의 상기에 언급된 화학식의 화합물을 5 중량% 이상으로 포함한다.

(g) 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바이페닐 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

알켄일 및 알켄일^*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이다.

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-이다.

액정 호스트 혼합물 중 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 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 라디칼이다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 포함한다.

(h) 하나 이상의 하기 화학식 T의 터페닐 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R⁵ 및 R⁶은 각각 서로 독립적으로 상기에 정의된 의미 중 하나를 갖고;

는 각각 서로 독립적으로

이고;

L⁵는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F이고;

L⁶은 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂, 바람직하게는 F이다.

화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R은 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼이고;

R^*은 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이고;

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합이고;

m은 1 내지 6의 정수이다.

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-이다.

R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시이다.

(i) 하기 화학식 O의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

는

이고;

는

이고;

R^O1 및 R^O2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;

Z^O1은 -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -C=C- 또는 단일 결합이고;

Z^O2는 CH₂O, -C(O)O-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂- 또는 단일 결합이고;

o는 1 또는 2이다.

바람직하게는, 화학식 O의 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R^O1 및 R^O2는 상기 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일이다.

바람직한 매질은 화학식 O3, O4 및 O5의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

(k) 하나 이상의 하기 화학식 FI의 화합물을 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로 추가로 포함하는, 액정 매질:

상기 식에서,

는

이고;

R⁹는 H, CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇이고;

(F)는 임의적인 불소 치환기이고;

q는 1, 2 또는 3이고;

R⁷은 R¹에 대해 정의된 의미 중 하나를 가진다.

화학식 FI의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁷은 바람직하게는 직쇄 알킬이고;

R⁹는 CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇이다.

화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.

(l) 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R⁸은 R¹에 대해 정의된 의미를 갖고;

알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이다.

(m) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 화합물, 예컨대 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R¹⁰ 및 R¹¹은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬기이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, 또는 -COO-로 대체될 수 있는 직쇄 알킬 기, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고;

바람직하게는 R¹⁰ 및 R¹¹은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일이고;

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 단일 결합이다.

(n) 하나 이상의 하기 화학식의 다이플루오로다이벤조크로만 및/또는 크로만을 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹에 대해 상기에 정의된 의미 중 하나를 갖고,

고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고;

Z^m은 -C₂H₄-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고;

c는 0, 1 또는 2이다.

화학식 BC, CR 및 RC의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합이고;

c는 1 또는 2이고;

1, 2 또는 3개의 화학식 BC-2의 화합물을 포함하는 혼합물이 매우 특히 바람직하다.

(o) 하나 이상의 하기 화학식의 플루오르화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹에 대해 상기에 정의된 의미 중 하나를 갖고;

b는 0 또는 1이고;

L은 F이고;

r은 1, 2 또는 3이다.

화학식 PH 및 BF의 특히 바람직한 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 라디칼이다.

(p) 하나 이상의 하기 화학식 Y의 일고리 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있는 알킬, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고;

L¹ 및 L²는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂이다.

바람직하게는, L¹ 및 L² 둘 다 F이거나, L¹ 및 L² 중 하나가 F이고 나머지 하나가 Cl이다.

화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

상기 식에서,

알콕시는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼이고;

알켄일 및 알켄일^*은 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이고;

O는 산소 원자 또는 단일 결합이다.

화학식 Y의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알콕시는 바람직하게는 3, 4 또는 5개의 C 원자를 갖는 직쇄 알콕시이다.

(q) 1 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 12개의 화학식 CY1, CY2, PY1, PY2, AC1, AC2 및/또는 AC3의 화합물을 포함하는 메소젠 매질. 전체로서의 혼합물 중 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 20 내지 99%, 보다 바람직하게는 30 내지 95%, 특히 바람직하게는 40 내지 90%이다. 개별적인 상기 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.

(r) 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 8개의 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물을 포함하는 메소젠 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 및 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 개별적인 이들 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 2 내지 20%이다.

(s) 전체로서 혼합물 중의 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인 메소젠 매질.

(t) 화학식 PY1 내지 PY8, 매우 바람직하게는 화학식 PY2로부터 선택되는 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개 함유하는 메소젠 매질. 전체로서 혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 1 내지 30%, 특히 바람직하게는 2 내지 20%이다. 개별적인 상기 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우 1 내지 20%이다.

(u) 화학식 T2의 화합물을 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개 함유하는 메소젠 매질. 전체로서 혼합물 중의 이러한 화합물의 함량은 바람직하게는 1 내지 20%이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 T 및 바람직한 이의 하위 화학식의 터페닐을 0.5 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.

화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이러한 화합물에서, R은 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬 및 알콕시이다.

혼합물의 Δn 값이 0.1 이상이어야 하는 경우, 터페닐이 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 바람직하게는 화학식 T1 내지 T22의 화합물로부터 선택되는 2 내지 20 중량%의 하나 이상의 화학식 T의 터페닐 화합물을 포함한다.

(v) 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 BF1 및/또는 BSF1의 화합물을 함유하는 메소젠 매질. 전체로서의 혼합물 중 상기 화합물의 총 함량은 바람직하게는 1 내지 15%, 바람직하게는 2 내지 10%, 특히 바람직하게는 4 내지 8%이다.

(v) 바람직한 매질은 하나 이상의 화학식 O 화합물, 바람직하게는 화학식 O3, O4 및 O5로부터 선택되는 화합물을 2 내지 25%, 바람직하게는 3 내지 20%, 특히 바람직하게는 5 내지 15%의 총 농도로 포함한다.

(w) 바람직한 매질은 하나 이상의 화학식 DK의 화합물, 바람직하게는 DK1, DK4, DK7, DK 9, DK10 및 DK11로부터 선택되는 화합물을 포함한다. 화학식 DK9, DK10 및 DK11의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 2 내지 25%, 보다 바람직하게는 3 내지 20%, 특히 바람직하게는 5 내지 15%이다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 매질은 양의 유전 이방성을 갖는 액정 호스트 혼합물을 함유한다. 따라서, 추가의 바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 메소젠 매질은 하기 항목 (aa) 내지 (zz)로부터 선택된 성분을 포함한다:

(aa) 하기 화학식 IIA 내지 VIII의 화합물, 특히 화학식 IIA 및 III의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R²⁰은 각각 동일하거나 상이하게 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 할로겐화되거나, 치환되지 않은 알킬 또는 알콕시 라디칼이되, 상기 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,

, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;

X²⁰은 각각 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 또는 각각 6개 이하의 C 원자를 갖는, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고;

Y²⁰ 내지 Y²⁴는 각각 동일하거나 상이하게 H 또는 F이고;

는 각각 서로 독립적으로

이다.

화학식 IIA의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F이다. 화학식 IIAa 및 IIAb의 화합물, 특히 X가 F인 화학식 IIAa 및 IIAb의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F이다. 화학식 IIIa 및 IIIe의 화합물, 특히 화학식 IIIa의 화합물이 특히 바람직하다.

(bb) 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 대안적으로 또는 추가로 포함하는 메소젠 매질:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰및 Y²⁰ 내지 Y²³은 상기 제시된 의미를 갖고;

Z²⁰은 -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C₂F₄-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO- 또는 -OCF₂-이되, 화학식 V 및 VI에서는 단일 결합일 수도 있고, 화학식 V 및 VIII에서는 -CF₂O-일 수도 있고;

r은 0 또는 1이고;

s는 0 또는 1이다.

화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F, CN, 또는 OCF₃, 추가적으로 OCF=CF₂ 또는 Cl이다.

화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 추가적으로 OCHF₂, CF₃, OCF=CF₂ 또는 OCH=CF₂이다.

화학식 VI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F, 추가적으로 OCF₃, CF₃, CF=CF₂, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂이다.

화학식 VII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F, 추가적으로 OCF₃, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂이다.

(cc) 상기 제시된 화학식 ZK1 내지 ZK10의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는 메소젠 매질. 화학식 ZK1 및 ZK3의 화합물이 특별히 바람직하다. 화학식 ZK의 특히 바람직한 화합물은 하위 화학식 ZK1a, ZK1b, ZK1c, ZK3a, ZK3b, ZK3c 및 ZK3d의 화합물로부터 선택되는 화합물이다.

(dd) 메소젠 매질은 상기 제시된 화학식 DK 및 O의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다. 화학식 DK1, DK4, DK7, DK9, DK10, DK11, O3, O4 및 O5의 화합물이 특별히 바람직하다.

(ee) 메소젠 매질은 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

X²⁰은 상기 정의된 의미를 갖고;

L은 H 또는 F이고;

알켄일은 C_2-6-알켄일이다.

(ff) 화학식 DK-3a 및 IX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬은 C_1-6-알킬, 바람직하게는 n-C₃H₇, n-C₄H₉ 또는 n-C₅H₁₁, 특히 n-C₃H₇이다.

(gg) 매질은 상기 제시된 화학식 B1, B2 및 B3, 바람직하게는 화학식 B2의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다. 화학식 B1 내지 B2의 화합물은 특히 바람직하게는 화학식 B1a, B2a, B2b 및 B2c의 화합물로부터 선택된다.

(hh) 매질은 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

L²⁰ 및 L²¹은 H 또는 F이고;

R²¹ 및 R²²는 각각 동일하거나 상이하게, 각각 6개 이하의 C 원자를 갖는, n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일이고, 바람직하게는 각각 동일하거나 상이하게 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다.

(ii) 매질은 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰, 및 Y²⁰ 내지 Y²³은 화학식 III에 정의된 의미를 갖고;

는 각각 서로 독립적으로

이고;

는

이다.

화학식 XI 및 XII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 갖고, 바람직하게는 R²⁰은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이고, X²⁰은 F이다. 본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 XIIa 및/또는 XIIe의 화합물을 포함한다.

(jj) 매질은 하나 이상의 상기 제시된 화학식 T의 화합물, 바람직하게는 화학식 T21 내지 T23, 및 T25 내지 T27의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

화학식 T21 내지 T23의 화합물이 특히 바람직하다. 하기 화학식의 화합물이 매우 특히 바람직하다:

(kk) 매질은 상기 제시된 화학식 DK9, DK10 및 DK11의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

(ll) 매질은 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 각각 서로 독립적으로 상기 정의된 의미 중 하나를 갖고;

Y²⁰ 내지 Y²³은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이다.

X²⁰은 바람직하게는 F, Cl, CF₃, OCF₃ 또는 OCHF₂이다.

R²⁰은 바람직하게는, 각각 6개 이하의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일이다.

본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 하나 이상의 하기 화학식 XVIII-a의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다. R²⁰은 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 에틸, n-프로필, n-부틸 및 n-펜틸, 매우 특히 바람직하게는 n-프로필이다. 화학식 XVIII, 특히 화학식 XVIII-a의 화합물은 본 발명에 따른 혼합물 중에 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다.

(mm) 매질은 하나 이상의 하기 화학식 XIX의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰, 및 Y²⁰ 내지 Y²⁵는 화학식 III에 정의된 의미를 갖고;

s는 0 또는 1이고;

는

이다.

화학식 XIX에서, X²⁰은 또한 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼 또는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알콕시 라디칼일 수 있다. 알킬 또는 알콕시 라디칼은 바람직하게는 직쇄이다.

R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F이다.

화학식 XIX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

R²⁰, X²⁰ 및 Y²⁰는 상기 정의된 의미를 가진다. R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F이고, Y²⁰은 바람직하게는 F이다.

는 바람직하게는

이다.

R²⁰은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일이다.

(nn) 하나 이상의 상기 제시된 화학식 G1 내지 G4의 화합물, 바람직하게는 알킬이 C_1-6-알킬이고 L^x가 H이고 X가 F 또는 Cl인 화학식 G1 및 G2의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 매질. 화학식 G2에서, X는 특히 바람직하게는 Cl이다.

(oo) 매질은 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다. R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F이다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, X²⁰이 바람직하게는 F인 하나 이상의 화학식 XXII의 화합물을 포함한다. 화학식 XX 내지 XXII의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물 중에 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다. 특히 바람직한 혼합물은 하나 이상의 화학식 XXII의 화합물을 포함한다.

(pp) 매질은 하기 화학식의 피리미딘 또는 피리딘 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R²⁰ 및 X²⁰은 상기 정의된 의미를 가진다. R²⁰은 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬이다. X²⁰은 바람직하게는 F이다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는, X²⁰이 바람직하게는 F인 하나 이상의 화학식 M-1의 화합물을 포함한다. 화학식 M-1 내지 M-3의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물 중에 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다.

(qq) 매질은 2개 이상의 화학식 XII, 특히 화학식 XIIa 및/또는 Xlle의 화합물을 포함한다.

(rr) 매질은 2 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 15 중량%의 화학식 XII의 화합물을 포함한다.

(ss) 화학식 XII의 화합물 이외에, 매질은 화학식 IIA 내지 XVIII의 화합물의 군으로부터 선택되는 추가적인 화합물을 포함한다.

(tt) 전체로서의 혼합물 중 화학식 IIA 내지 XVIII의 비율은 40 내지 95%, 바람직하게는 50 내지 90%, 특히 바람직하게는 55 내지 88%이다.

(uu) 매질은 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 12 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 15 내지 25 중량%의 화학식 IIA 및/또는 III의 화합물을 포함한다.

(vv) 매질은 1 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 7 중량%의 화학식 XV 및/또는 XVI의 화합물을 포함한다.

(ww) 매질은 적어도 하나의 화학식 XIIa의 화합물 및/또는 적어도 하나의 화학식 XIIe의 화합물 및 적어도 하나의 화학식 IIIa 및/또는 IIAa의 화합물을 포함한다.

(xx) 바람직한 매질은 하나 이상의 화학식 O의 화합물, 바람직하게는 화학식 O3, O4 및 O5로부터 선택되는 화합물을 2 내지 25%, 바람직하게는 3 내지 20%, 특히 바람직하게는 5 내지 15%의 총 농도로 포함한다.

(yy) 바람직한 매질은 하나 이상의 화학식 DK의 화합물, 바람직하게는 화학식 DK1, DK4, DK7, DK9, DK10 및 DK11로부터 선택되는 화합물을 포함한다. 화학식 DK9, DK10 및 DK11의 화합물의 총 농도는 바람직하게는 2 내지 25%, 보다 바람직하게는 3 내지 20%, 특히 바람직하게는 5 내지 15%이다.

(zz) 바람직한 매질은 하나 이상의 화학식 IV 내지 VI의 화합물, 바람직하게는 화학식 IVa, IVb, IVc, IVd, Va, Vc 및 VIb로부터 선택되는 화합물을 10 내지 80 중량%, 12 내지 75 중량%, 특히 바람직하게는 15 내지 70 중량%의 농도로 포함한다.

매질이 음의 유전 이방성을 갖는 경우, 유전 이방성(Δε)에 대한 값은 바람직하게는 -2.0 내지 -8.0, 보다 바람직하게는 -3.0 내지 -6.0, 특히 바람직하게는 -3.5 내지 -5.0이다.

매질이 양의 유전 이방성을 갖는 경우, Δε에 대한 값은 바람직하게는3.0 내지 60.0, 보다 바람직하게는 5.0 내지 30.0, 특히 바람직하게는 8.0 내지 15.0이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 70℃ 이상, 보다 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 105℃ 이상, 특히 바람직하게는 110℃ 이상의 등명점을 가진다. 일 양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 70℃ 내지 170℃ 범위의 등명점을 갖는다.

정의된, 높은 등명점은 액정 매질을 사용하는 장치의 성능 및 신뢰성 측면에서 유리할 수 있다. 특히, 매질은, 적절하게 넓은 온도 범위에 걸쳐 또한 승온에서도 기능적 특성을 유지할 수 있다. 이는 특히, 창 요소가 직사광선에 의해 직접 또는 장기간 조사에 노출될 때 태양광의 통과를 조절하기 위한 창 요소에서의 용도에 특히 유리할 수 있다. 높은 등명점은 또한 액정 호스트 분자의 유리하게 높은 질서도에 기여할 수 있으며, 따라서 전형적인 작동 온도에서 이색성 염료 게스트 분자가 전환 상태들 사이에서 수득가능한 콘트라스트를 증가시킬 수 있다.

등명점, 특히 네마틱 상과 등방성 상 사이의 상 전이 온도는 일반적으로 공지의 방법, 예를 들어 메틀러(Mettler) 오븐, 편광 현미경의 핫 스테이지 또는 시차 주사 열량 측정(DSC) 분석을 사용하여 측정 및 결정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 등명점은 바람직하게는 메틀러 오븐을 사용하여 결정된다.

바람직하게는 본 발명에 따른 매질의 네마틱 상은 적어도 -10℃ 이하 내지 70℃ 이상에 이른다. 더욱 넓은 네마틱 상 범위가 보다 바람직하며, 특히 85℃ 이상까지, 보다 바람직하게는 적어도 -20℃ 이하 내지 100℃ 이상, 특히 바람직하게는 -30℃ 이하 내지 110℃ 이상에 이른다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 액정 매질의 복굴절(Δn)은 0.040 이상 내지 0.080 이하, 보다 바람직하게는 0.045 이상 내지 0.070 이하, 가장 바람직하게는 0.050 이상 내지 0.060 이하이다. 이러한 양태에서, 유전 이방성은 양수 또는 음수, 바람직하게는 음수이다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 Δn은 0.075 이상 내지 0.130 이하, 보다 바람직하게는 0.090 이상 내지 0.125 이하, 가장 바람직하게는 0.095 이상 내지 0.120 이하이다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 매질의 Δn은 0.100 이상 내지 0.200 이하, 보다 바람직하게는 0.110 이상 내지 0.180 이하, 가장 바람직하게는 0.120 이상 내지 0.160 이하이다.

상기 및 하기에 기재된 각각의 화학식 I의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 및 화학식 II의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물은 바람직하게는, 전체 매질의 전체 중량을 기준으로 0.005 중량% 내지 12.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 10 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.025 중량% 내지 7.5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.05 중량% 내지 5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.1 중량% 내지 2.5 중량%, 특히 바람직하게는 0.25 중량% 내지 1 중량%의 비율로 액정 매질에 존재한다.

바람직하게는, 화학식 I의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 및 화학식 II의 화합물 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물은 0.01 중량% 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 0.025 중량% 내지 25 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.05 중량% 내지 15 중량%, 더욱 더 바람직하게는 0.1 중량% 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 0.5 중량% 내지 5 중량% 범위인 총 농도로 액정 매질에 전체적으로 존재한다.

바람직하게는, 매질은 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 화학식 I의 화합물, 및 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 화학식 II의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 네마틱 액정이다.

그러나, 일 양태에서, 키랄 네마틱 또는 콜레스테릭 LC 매질을 생성하기 위해 키랄 화합물, 특히 하나 이상의 키랄 도판트를 LC 매질에 첨가하는 것도 가능하다. 이와 관련하여, 적합한 키랄 화합물 및 통상적인 절차는 당업계에 공지되어 있으며, 표 F는 LC 매질에 첨가될 수 있는 특히 바람직한 키랄 화합물을 나열한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 자체로 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 성분은 또다른 성분에, 바람직하게는 고온에서 용해된다. 혼합은 바람직하게는 비활성 기체, 예를 들어 질소 또는 아르곤하에 수행된다. 화학식 I 및 II의 염료 및 임의적인 추가 이색성 염료가 후속으로, 바람직하게는 고온에서, 더욱 바람직하게는 40℃ 이상, 특히 바람직하게는 50℃ 이상에서 첨가된다. 일반적으로, 주된 구성을 이루는 성분 중에 더 소량으로 사용되는 성분이 용해된다. 또한, 성분을 유기 용매, 예를 들어 아세톤, 톨루엔, 클로로포름 또는 메탄올 중에 혼합하고, 혼합 후에 상기 용매를, 예를 들어 증류에 의해 다시 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 게스트-호스트 유형의 액정 장치에서의 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 LC 매질의 용도에 관한 것으로, 이때 상기 장치는 특히 창 구성 요소 또는 디스플레이이다. 상기 장치에서, 본 발명에 따른 조성물 및 매질은 바람직하게는 하나 이상의 전환층에 제공된다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 LC 매질을 포함하는 게스트-호스트 유형의 액정 디스플레이에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 액정 매질의 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치에서의 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 조성물 및 LC 매질은, 화학식 I 및 II의 화합물 외에 추가 염료, 특히 추가 이색성 염료를 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다. 이는, 이 양태에서 조성물 및 LC 매질이 본원에서 정의된 화학식 I 및 II를 따르는 염료 화합물만을 포함함을 의미한다.

바람직한 양태에서, 조성물은 본원에 정의된 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 화학식 II의 화합물로 구성된다.

그러나, 대안적인 양태에서, 화학식 I 및 II의 화합물에 더하여, 조성물 및 액정 매질은 또한, 화학식 I 및 II와 상이한 구조를 갖는 추가의 이색성 염료를 포함한다. 이 경우, 조성물 및 LC 매질은 바람직하게는, 화학식 I 및 II와는 상이한 구조를 갖는 1 개, 2 개, 3 개 또는 4 개의 추가 염료, 더욱 바람직하게는 2 개 또는 3 개의 추가 염료, 가장 바람직하게는 2 개의 추가 염료를 포함한다.

이색성(dichroism)의 특성에 있어서, 화학식 I 및 II의 화합물에 대해 기재된 바람직한 특성이 임의적인 추가 이색성 염료에도 바람직하다.

바람직하게는, 조성물, LC 매질 및 전환층의 LC 매질의 이색성 염료의 흡광 스펙트럼은 눈에 흑색으로 인식되도록 서로를 보강한다. 본 발명에 따른 액정 매질의 염료는 바람직하게는 가시광선 스펙트럼의 큰 부분, 더욱 바람직하게는 전체 부분을 다룬다. 눈에 흑색 또는 회색으로 나타나는 염료의 혼합물이 제조될 수 있는 정밀한 방식은 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 문헌[M. Richter, Einfuhrung in die Farbmetrik [Introduction to Colorimetry], 2nd Edition, 1981, ISBN 3-11-008209-8, Walter de Gruyter & Co.]에 기재되어 있다.

염료 혼합물의 색상 위치의 설정은 색도계의 영역에 기재된다. 이를 위해, 색도계의 규칙에 따라, 개별적인 염료의 스펙트럼은 램버트-비어 법칙(Lambert-Beer law)에 따라 계산되어 전체적인 스펙트럼이 도출되고 일광(da일ight)에 대해 연관된 조명, 예를 들어 일루미넌트(illuminant) D65하에서의 상응하는 위치 및 휘도로 전환된다. 백색점의 위치는 각각의 일루미넌트, 예를 들어 D65에 의해 고정되고 표(예를 들어 상기 참조)에 인용된다. 상이한 색상 위치는 다양한 염료의 비율을 변화시킴으로써 설정될 수 있다.

바람직한 양태에 따라, 조성물, LC 매질 및 전환층의 LC 매질은 적색 및 근적외선 영역의 빛(즉 600 nm 내지 2000 nm, 바람직하게는 600 nm 내지 1800 nm, 특히 바람직하게는 650 nm 내지 1300 nm의 파장)을 흡광하는 하나 이상의 이색성 염료를 포함한다.

조성물 및 액정 매질이 화학식 I 및 II의 화합물 군으로부터 선택되는 화합물에 더하여 하나 이상의 이색성 염료를 추가로 함유하는 경우, 상기 하나 이상의 추가 이색성 염료는 바람직하게는, 아조 염료, 안트라퀴논, 메틴 화합물, 아조메틴 화합물, 메로시아닌 화합물, 나프토퀴논, 테트라진, 페릴렌, 터릴렌, 쿼터릴렌, 고급 릴렌, 피로메텐, 티아다이아졸, 니켈 다이티올렌, (금속) 프탈로시아닌, (금속) 나프탈로시아닌 및 (금속) 포르피린으로부터 선택된다. 이 중에서, 아조 염료 및 티아다이아졸이 특히 바람직하다.

일 양태에서, 추가 이색성 염료는 바람직하게는 문헌[B. Bahadur, Liquid Crystalline - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11.2.1]에 제시된 염료의 부류로부터, 특히 바람직하게는 상기 문헌에 제시된 표에 주어진 명시적인 화합물로부터 선택된다.

상기 염료는 당업계에 알려진 이색성 염료의 분류에 속하고, 문헌에 기재되어 왔다. 따라서, 예를 들어 안트라퀴논 염료는 EP　34832, EP　44893, EP 48583, EP 54217, EP 56492, EP 59036, GB　2065158, GB　2065695, GB 2081736, GB　2082196, GB 2094822, GB　2094825, JP-A　55-123673, DE 3017877, DE 3040102, DE 3115147, DE 3115762, DE 3150803 및 DE 3201120에 기재되어 있고, 나프토퀴논 염료는 DE　3126108 및 DE　3202761에 기재되어 있고, 아조 염료는 EP 43904, DE　3123519, WO 82/2054, GB 2079770, JP-A 56-57850, JP-A 56-104984, US 4308161, US 4308162, US 4340973, 문헌[T.　Uchida, C. Shishido, H. Seki and M. Wada: Mol. Cryst. Lig. Cryst. 39, 39-52 (1977)]; 및 [H. Seki, C. Shi-shido, S. Yasui and T. Uchida: Jpn. J. Appl. Phys. 21, 191-192 (1982)]에 기재되어 있고, 페릴렌은 EP　60895, EP　68427 및 WO　82/1191에 기재되어 있다. 릴렌 염료는, 예를 들어 EP　2166040, US　2011/0042651, EP　68427, EP　47027, EP　60895, DE　3110960 및 EP　698649에 기재되어 있다.

조성물, 매질 및 장치의 전환층에 존재할 수 있는 추가 이색성 염료의 바람직한 예는 하기 도시된다:

.

본 발명에 따른 조성물 및 액정 매질은 추가로 적합한 첨가제 및 보조 물질을 포함할 수 있다.

한 양태에서, 조성물 및 LC 매질은 하나 이상의 소광제(quencher) 화합물을 포함한다. 이는, 조성물 및 매질이 하나 이상의 형광 염료를 포함하는 경우 특히 바람직하다.

소광제 화합물은 형광을 소광하는 화합물이다. 소광제 화합물은 공정 중에 물질에서 인접한 분자, 예를 들어 형광 염료의 전자적 여기 에너지를 흡광하여 전자적으로 여기된 상태로의 전이를 거친다. 따라서, 소광되는 형광 염료는 바닥 상태로 전환되고, 이에 따라 형광 방출 또는 후속 반응의 진행이 방지된다. 소광제 화합물은 방사-부재 비활성화를 통하거나 빛의 방출에 의해 자체적으로 바닥 상태로 복귀하고 추가의 소광에 다시 이용가능하게 된다.

소광제 화합물은 물질에서 다양한 기능을 가질 수 있다. 첫째, 소광제 화합물은 전자적 여기 에너지의 비활성화에 의해 염료 시스템의 수명을 연장하는데 기여할 수 있다. 둘째, 소광제 화합물은 추가의 색상 효과를 제거할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는 환경으로부터 내부 공간으로의 태양광 형태의 에너지의 통과를 조절하는데 적합하다. 여기서, 에너지 통과가 조절되는 것은 환경(즉, 외부 공간)으로부터 내부 공간으로 수행된다.

여기서, 내부 공간은 환경으로부터 실질적으로 차폐된 임의의 목적하는 공간, 예를 들어 건물, 차량 또는 컨테이너일 수 있다.

또한, 본 발명은 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지의 통과를 조절하기 위한 장치의 용도에 관한 것이다.

그러나, 상기 장치는 미적 실내 디자인, 예를 들어 빛 및 색상 효과를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 회색 또는 유색의 본 발명에 따른 장치를 함유하는 문 및 벽이 투광성으로 전환될 수 있다. 또한, 상기 장치는 명도가 조절된 백색 또는 유색 편평형 후면 조명 또는 청색 게스트-호스트 디스플레이에 의해 색상이 조절된 황색 편평형 후면 조명일 수 있다. 상기 장치에서 유리 기판이 사용되는 경우, 본 발명에 따른 장치의 유리면 하나 또는 둘 다에 광의 커플링(coupling) 및 광 효과의 생성을 위한 조면화(roughening)되거나 구조화된 유리가 제공될 수 있다.

추가의 대체 양태에서, 상기 장치는 눈으로의 입사각을 조절하기 위해, 예를 들어 보호용 고글, 바이저 또는 선글라스에 사용되고, 여기서 상기 장치는 눈으로의 하나의 전환 상태에서 광의 입사를 낮게 유지하고 또다른 전환 상태에서는 광의 입사를 보다 적은 정도로 감소시킨다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는 비교적 큰 2차원 구조의 개구에 정렬 되되, 상기 2차원 구조 자체는 에너지의 통과를 약간만 허용하거나 전혀 허용하지 않고, 상기 개구는 비교적 높은 에너지 투과도를 가진다. 바람직하게는, 상기 2차원 구조는 벽, 또는 외부에 대한 내부의 또다른 경계이다. 또한, 상기 2차원 구조는 바람직하게는 본 발명에 따른 장치가 배치된 개구와 적어도 동일한 크기의 면적, 특히 바람직하게는 적어도 이의 2배 큰 면적을 덮는다.

상기 장치는 0.05　m² 이상, 바람직하게는 0.1 m² 이상, 특히 바람직하게는 0.5 m² 이상, 매우 특히 바람직하게는 1.0 m² 이상의 면적을 갖는 것으로 특징지어진다.

바람직하게는, 전술된 바와 같이, 상기 장치는 건물, 컨테이너, 차량 또는 또다른 실질적으로 폐쇄된 공간에서 비교적 높은 에너지 투과도를 갖는 개구에 위치한다. 일반적으로, 상기 장치는 임의의 목적하는 내부 공간에, 특히 상기 내부 공간이 환경과의 단지 제한된 공기 교환만을 갖고 외부로부터 광 에너지 형태의 에너지의 유입이 일어날 수 있는 경우에 사용된다. 광-투과 면적을 통해, 예를 들어 창 면적을 통해 강한 일광을 받는 내부 공간을 위한 장치의 용도가 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 장치는 전환가능하다. 여기서, 전환은 상기 장치를 통한 에너지의 통과를 변화시키는 것을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는, 예를 들어 WO　2009/141295 및 WO　2014/090373에 기재된 바와 같이 전기적으로 전환가능하다.

그러나, 상기 장치는, 예를 들어 WO　2010/118422에 기재된 바와 같이 온도적으로 전환가능할 수 있다. 이러한 경우, 바람직하게는, 전환은 액정 매질 중의 화학식 I 및 II의 화합물을 포함하는 전환층의 온도의 변화에 의해 네마틱 상태로부터 등방성 상태로의 전이를 통해 일어난다. 네마틱 상태에서, 액정 매질의 분자는 질서화된 형태이고, 이에 따라 화학식 I 및 II의 화합물(들)도, 예를 들어 정렬층의 작용을 통해 상기 장치의 표면에 평행하게 정렬되어 질서화된다. 등방성 상태에서, 분자는 무질서화된 형태로 존재하고, 이에 따라 화학식 I 및 II의 화합물도 무질서화된다. 화학식 I의 화합물의 질서화됨과 무질서화됨간의 차이는 이색성 화합물이 광의 편광 평면에 대한 정렬에 따라 높거나 낮은 흡광 계수를 갖는 원칙에 따라 본 발명에 따른 장치의 전환층의 투광도의 차이를 야기한다.

장치가 전기적으로 전환가능한 경우, 이는 바람직하게는 전환층의 양쪽 면 둘 다에 설치된 2개 이상의 전극을 바람직하게 포함한다. 상기 전극은 바람직하게는 ITO 또는 얇은, 바람직하게는 투광성 금속 및/또는 금속-옥사이드 층, 예를 들어 은 또는 FTO(불소-도핑된 주석 옥사이드) 또는 이러한 용도에 대해 당업계에 공지되어 있는 대체의 물질로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 전극에 전기적 연결이 제공된다. 바람직하게는, 전극은 배터리, 재충전가능 배터리 또는 외부 전력 공급원, 특히 외부 전력 공급원에 의해 제공된다.

전기적 전환의 경우에서 전환 작동은 전압의 인가에 의한 액정 매질의 분자의 (재)정렬에 의해 수행된다.

바람직한 양태에서, 장치는 전압 없이 존재하는 높은 흡광도, 즉 낮은 광 투과도를 갖는 상태로부터 더 낮은 흡광도, 즉 더 높은 광 투과도를 갖는 상태로 전환된다. 전환층의 액정 매질은 바람직하게는 둘 다의 상태에 있다. 전압-부재 상태는 바람직하게는 액정 매질의 분자 및 이에 따른 화학식 I의 화합물의 분자가 전환층의 평면에 평행하게 정렬됨을 특징으로 한다. 이는 바람직하게는 상응하게 선택되는 정렬층에 의해 성취된다. 전압이 인가된 상태는 바람직하게는 액정 매질의 분자 및 이에 따른 화학식 I 및 II의 화합물의 분자가 전환층의 평면에 수직인 것으로 특징지어진다.

대안적 양태에서, 장치는 전압 없이 존재하는 낮은 흡광도, 즉 높은 광 투과도를 갖는 상태로부터 더 높은 흡광도, 즉 더 낮은 광 투과도를 갖는 상태로 전환가능(switchable)하다. 전환층의 액정 매질은 바람직하게는 둘 다의 상태에서 네마틱이다. 전압-부재 상태는 바람직하게는 액정 매질의 분자 및 이에 따른 화학식 I 및 II의 화합물의 분자가 전환층의 평면에 수직하게 정렬됨을 특징으로 한다. 이는 바람직하게는 상응하게 선택되는 정렬층에 의해 성취된다. 전압이 인가된 상태는 바람직하게는 액정 매질의 분자 및 이에 따른 화학식 I 및 II의 화합물의 분자가 전환층의 평면에 평행인 것으로 특징지어진다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 하기 층 순서를 갖되, 추가의 층이 추가로 존재할 수 있다. 장치에서, 하기 제시되는 층은 바람직하게는 서로 직접 인접한다:

- 기판층, 바람직하게는 유리 또는 중합체를 포함하는 기판층;

- 전기 전도성 투광층, 바람직하게는 ITO를 포함하는 전기 전도성 투광층;

- 정렬층;

- 본 발명에 따른 조성물, 바람직하게는 상기 조성물을 포함하는 LC 매질을 포함하는 전환층;

- 정렬층;

- 전기 전도성 투광층, 바람직하게는 ITO를 포함하는 전기 전도성 투광층; 및

- 기판층, 바람직하게는 유리 또는 중합체를 포함하는 기판층.

본 발명에 따른 장치는 하나 이상, 특히 바람직하게는 2개의 정렬층을 포함한다. 정렬층은 바람직하게는 화학식 I 및 II의 화합물(들)을 포함하는 전환층의 2개의 면에 직접 인접한다.

본 발명에 따른 장치에 사용되는 정렬층은 상기 목적을 위해 당업자에게 공지되어 있는 임의의 목적하는 층일 수 있다. 폴리이미드 층, 특히 바람직하게는 러빙된(rubbed) 폴리이미드를 포함하는 층이 바람직하다. 일 양태에서 평면 정렬이 제공되며, 더 바람직하게는, 약간의 선경사각이 설정될 수 있다. 대안적인 양태에서, 더 바람직하게는 높은 선경사각이 설정되는 호메오트로픽 정렬이 제공된다.

또한, 정렬 축에 따라 액정 매질의 화합물의 정렬을 성취하기 위해, 편광된 광에 대한 노출 가공에 의해 수득된 중합체가 사용될 수 있다(즉, 광정렬).

또한, 본 발명에 따른 장치의 전환층은 2개의 기판층들 사이에 정렬되거나 이에 봉입된다. 기판층은, 예를 들어, 유리 또는 중합체, 바람직하게는 광-투과 중합체로 이루어질 수 있다.

장치는 바람직하게는 중합체-기반 편광기를 포함하지 않고, 특히 바람직하게는 고체 물질 상에 있는 편광기를 포함하지 않고, 매우 특히 바람직하게는 편광기를 전혀 포함하지 않는 것으로 특징지어진다. 따라서, 특히 바람직한 양태에서, 장치, 특히 외부 공간으로부터 내부 공간 및 창 요소로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치는 편광기를 포함하지 않는다.

그러나, 대안적 양태에 따라, 장치는 하나 이상의 편광기를 포함할 수 있다. 편광기는 이러한 경우 바람직하게는 선형 편광기이다. 이 대안에서, 장치는 단 하나의 편광기를 포함하는 것이 바람직하다. 정확히 하나의 편광기가 있는 경우, 하일마이어 유형 게스트-호스트 배열이 바람직하게 사용된다. 흡광성 편광기와 반사 편광기 모두 임의적으로 사용할 수 있다. 얇은 광학 필름 형태인 편광기를 사용하는 것이 바람직하다.

바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 장치는 창, 더욱 바람직하게는 적어도 하나의 유리 표면을 포함하는 창 구성 요소, 특히 바람직하게는 절연된 글레이징 유닛의 구성 요소이다.

본원에서 창은 특히 건물, 자동차, 상업용 차량, 보트, 기차, 비행기 등의 구조체를 의미하며, 이는 프레임, 및 이 프레임으로 둘러싸인 적어도 하나의 기판 또는 판유리, 예컨대 플라스틱 기판 또는 유리 판유리을 포함한다. 특히 건축 적용례를 위한 바람직한 양태에서, 창은 바람직하게는 단열 프레임 및 2 개 이상의 유리 판유리(즉, 다중판유리 절연 유리)를 포함한다.

바람직한 양태에 따라, 본 발명에 따른 장치는 적층(lamination)에 의해 창의 유리 표면에 직접적으로, 바람직하게는 다중판 절연 유리의 2개의 유리판 사이의 사이 공간에 적용된다.

또한, 본 발명은, 바람직하게는 상기 제시된 바람직한 특징을 갖는 본 발명에 따른른 장치를 포함하는 창에 관한 것이다.

본 발명에 따른 조성물의 전자적 특성에 기인하여, 이러한 조성물은 염료 조성물로서의 용도 외에도 유기 반도체로서도 적합하다. 따라서, 또한, 본 발명은 상기 조성물의 유기 전자 부품, 예컨대 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET), 인쇄 회로, 무선 주파수 식별 소자(RFID), 조명 소자, 광전지 장치 및 광학 센서에서의 용도에 관한 것이다.

이들의 착색되는 성질 및 유기 물질에서의 우수한 용해도로 인해, 본 발명에 따른 조성물은 염료 조성물로서 매우 적합하다. 따라서 본 발명은 마찬가지로 중합체 착색을 위한 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 발명 및 특별히 하기 실시예에서, 메소젠 화합물의 구조는 두문자어(acronym)으로도 지칭되는 약어에 의해 제시된다. 이러한 두문자어에서, 화학식은 하기 표 A 및 C를 사용하여 하기와 같이 약어화된다. 모든 기 C_nH_2n+1, C_mH_2m+1 및 C_lH_2l+1, 또는 C_nH_2n-1, C_mH_2m-1 및 C_lH_2l-1는, 각각 n, m 및 l개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일, 바람직하게는 1E-알켄일이다. 하기 표 A는 화합물의 중심 구조의 고리 요소에 사용되는 코드를 나열하고, 하기 표 B는 연결 기이다. 하기 표 C는 좌측 또는 우측 말단 기에 대한 코드의 의미를 제시한다. 두문자어는 임의적인 연결기를 갖는 고리 요소에 대한 코드로 구성되고, 이에 제1의 하이픈(-) 및 좌측 말단 기에 대한 코드가 뒤따른다. 하기 표 D는 화합물의 예시적인 구조를 이의 각각의 약어와 함께 제시한다.

표 A: 고리 요소

표 B: 연결 기

표 C: 말단 기

여기서, n 및 m은 각각 정수를 의미하고, 3개의 점 “…”은 상기 표로부터의 다른 약어를 위한 자리 표시이다.

하기 표는 예시적인 구조를 이의 각개의 약어와 함께 나타낸 것이다. 이는 약어에 대한 규칙의 의미를 예시하기 위해 나타냈다. 또한, 이는 바람직하게 사용되는 화합물을 제시한다.

표 D: 예시적 구조

상기 식에서, n, m 및 l은 서로 독립적으로 1 내지 9, 더욱 바람직하게는 1 내지 7이다.

하기 표인 표 E는 본 발명에 따른 메소젠 매질에서 안정화제로서 임의적으로 사용될 수 있는 예시적 화합물을 도시한다.

하기 표 E는 본 발명에 따른 액정 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 나타낸 것이다(여기서 n은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8임).

표 E

바람직하게는, 액정 매질은 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 10 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다.

하기 표 F는 본 발명에 따른 메소젠 매질에 키랄 도판트로서 바람직하게 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 나타낸 것이다.

표 F

본 발명의 양태에서, 메소젠 매질은 표 F로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 메소젠 매질은 상기 표 D, E 및 F로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 바람직하게는 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은 표 D로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 바람직하게는 3개 이상, 특히 바람직하게는 4개 이상의 상이한 화학식의 7개 이상, 바람직하게는 8개 이상의 개별적인 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 액정 매질이, 예를 들어 H, N, O, Cl 또는 F가 상응하는 동위원소로 대체된 화합물도 포함할 수 있다.

달리 명시적으로 기재되지 않는 한, 본원에 주어진 모든 퍼센트 데이터 및 양적 비율은 중량%이다.

달리 명시적으로 기재되지 않는 한, 모든 물리적 특성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고 20℃의 온도에 대해 적용된다. 각각의 경우에 달리 명시적으로 제시되지 않는 한, Δn의 값은 590 nm에서 측정되고, Δε의 값은 1 kHz에서 측정된다. n_e 및 n_o은 각각의 경우 상기 제시된 조건하에 이상 및 정상 광선의 굴절률이다.

이방성도 R은 흡광 계수 E(p)에 대한 값(광의 편광 방향에 대한 분자의 평행 정렬의 경우, 혼합물의 흡광 계수) 및 상기 혼합물의 흡광 계수 E(s)에 대한 값(광의 편광 방향에 대한 분자의 수직 정렬의 경우, 혼합물의 흡광 계수)으로부터, 각각의 경우 논의되는 염료의 흡광 밴드의 최대치의 파장에서 측정된다. 염료가 다수의 흡광 밴드를 갖는 경우, 전형적으로 가장 강한 흡광 밴드가 선택된다. 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 혼합물의 분자의 정렬은 정렬층에 의해 성취된다. 액정 매질, 다른 흡광 또는 반사에 의한 영향을 제거하기 위해, 각각의 측정은 염료를 포함하지 않는 동일한 혼합물에 대응하여 수행되고, 수득되는 값은 감산(subtracting)된다.

측정은 진동 방향이 정렬 방향에 평행(E(p)의 측정) 또는 정렬 방향에 수직(E(s)의 측정)인 선형-편광된 광을 사용하여 수행된다. 이는 선형 편광기에 의해 성취되고, 여기서 2개의 상이한 편광 방향을 성취하기 위해 상기 편광기가 장치에 대해 회전된다. 따라서, E(p) 및 E(s)의 측정은 편광된 입사광의 편광 방향의 회전을 통해 수행된다.

특히 문헌["Polarized Light in Optics and Spectroscopy", D.　S. Kliger et al., Academic Press, 1990]에 제시된 바와 같이, 이방성도 R은 하기 수학식 1에 따라 E(s) 및 E(p)에 대한 결과 값으로부터 계산된다.

[수학식 1]

R=[E(p)-E(s)] / [E(p) + 2^*E(s)]

이색성 염료를 포함하는 액정 매질의 이방성의 정도의 측정을 위한 방법의 상세한 설명은 문헌[B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11.4.2]에도 제시되어 있다.

하기 실시예는 단지 본 발명의 예시일 뿐이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 실시예 및 이의 변형 또는 다른 균등물은 본 발명에 비추어 당업자에게 자명할 것이다.

실시예

실시예에서,

V₀은 20℃에서의 역치 전압(전기용량적)[V]을 나타내고,

n_e는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 이상 굴절률이고,

n_o는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 정상 굴절률이고,

Δn은 20℃ 및 589 nm에서 측정된 광학 이방성이고,

ε_∥는 20℃ 및 1 kHZ에서의 방향자에 대해 평행한 유전율이고,

ε_⊥는 20℃ 및 1 kHZ에서의 방향자에 대해 수직인 유전율이고,

Δε은 20℃ 및 1 kHZ에서의 유전 이방성이고,

cl.p., T_ni는 등명점[℃]이고,

γ₁은 20℃에서 측정된 회전 점도[mPa·s]이고,

K₁은 20℃에서의 탄성 계수("스플레이(splay)" 변형)[pN]이고,

K₂는 20℃에서의 탄성 계수("비틀림(twist)" 변형)[pN]이고,

K₃은 20℃에서의 탄성 계수("벤드(bend)" 변형)[pN]이다.

본 발명에서 용어 "역치 전압"은, 달리 명시적으로 기재하지 않는 한, 프리데릭스 역치(Freedericks threshold)로도 공지된 용량성 역치(V₀)에 관한 것이다. 실시예에서, 광학 역치는 또한 통상적으로, 10% 상대 콘트라스트(V₁₀)로 인용될 수 있다.

참고예 1

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-1을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 2

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-2를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

호스트 혼합물 H-2는 99.97 %의 혼합물 B-2를 0.03 %의 하기 화학식의 화합물

과 혼합하여 제조된다.

혼합물 C-2는 99.95 %의 혼합물 H-2를 상기 표 F에 기재된 0.05 %의 화학식 S-811의 화합물과 혼합하여 제조된다.

참고예 3

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-3을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 4

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-4를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 5

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-5를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 6

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-6을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 7

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-7을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

호스트 혼합물 H-7은 98.41 %의 혼합물 B-7을 상기 표 F에 기재된 1.59 %의 화학식 R-5011의 화합물과 혼합하여 제조된다.

참고예 8

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-8을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 9

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-9를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

호스트 혼합물 H-9는 99.97 %의 혼합물 B-9를 0.03 %의 하기 화학식의 화합물

과 혼합하여 제조된다.

참고예 10

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-10을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 11

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-11을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 12

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-12를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 13

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-13을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 14

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-14를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 15

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-15를 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 16

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-16을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 17

하기 표에 기재된 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 베이스 혼합물 B-17을 제조하고 그의 일반적인 물성에 대해 특성화한다.

참고예 18

화학식 I-1, I-2, I-3, I-4, II-1, II-4 및 II-5의 개별 화합물의 각각의 특성이 결정된다.

하기 표는 화합물에 대해 결정된 이방성도를 보여준다.

각각의 화학식 I-1, I-2, I-3, I-4, II-1, II-4 및 II-5의 화합물은 그 자체로 참고예 1에 나타낸 베이스 혼합물 B-1 및 참고예 8에 나타낸 베이스 혼합물 B-8에서 적절한 용해도를 갖는다.

각각의 화학식 I-1, I-2, I-3, I-4, II-1, II-4 및 II-5의 화합물에 대해, 42℃ 및 70℃의 흑색 표준 온도에서 MTS-아틀라스의 선테스트 CPS +를 사용하여 시간 경과에 따라 베이스 혼합물 B-1 및 B-8에서의 광에 대한 노출에 대한 안정성을 조사한다. 모든 화합물은 개별적으로 적절한 안정성을 나타내지만, 화학식 II-1, II-4 및 II-5의 화합물은 개별적으로 각각의 화학식 I-1, I-2, I-3 및 I-4의 화합물의 성능에 비해 다소 낮은 안정성을 나타낸다.

비교예 1

혼합물 CM-1은 상기 참고예 2에 기재된 99.007 %의 혼합물 H-2를 0.195 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.064 %의 하기 화학식의 화합물

,

0.100 %의 하기 화학식의 화합물

,

및 0.634 %의 하기 화학식의 화합물

과 혼합함으로써 제조된다.

CM-1 혼합물을 역 평행(antiparallel) 폴리이미드 정렬 층과 23.7 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전시킨다. 강한 잔류 형광은 육안으로 볼 수 있다.

비교예 2

CM-2 혼합물은 상기 참고예 1에 기재된 96.350 %의 혼합물 B-1을 0.050 %의 하기 화학식의 화합물

(이는 이후 ST-1이라고 지칭됨),

1.460 %의 화학식 I-1의 화합물, 1.644 %의 화학식 I-2의 화합물 및 0.496 %의 화학식 I-3의 화합물과 혼합하여 제조된다.

혼합물 CM-2을 역 평행 폴리이미드 정렬 층과 11.6 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전시킨다. 비교적 강한 잔류 형광은 여전히 관찰된다.

하기에서, 본 발명에 따른 염료를 포함하는 조성물 및 매질은 에너지 전달을 조절하기 위한 장치에 사용하기 위한 물리적 특성 및 적합성과 관련하여 조사된다.

실시예 1

상기 참고예 1에 기재된 98.919 %의 혼합물 B-1을 상기 비교예 2에 기재된 0.030 %의 화합물 ST-1, 0.030 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.230 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.137 %의 화학식 I-4의 화합물, 0.272 %의 화학식 II-1의 화합물 및 0.382 %의 화학식 II-4의 화합물과 혼합하여 혼합물 M-1을 제조한다.

혼합물 M-1을 역 평행 폴리이미드 정렬 층과 23.7 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전시킨다. 약한 잔류 형광만이 관찰된다.

실시예 2

상기 참고예 1에 기재된 94.905 %의 혼합물 B-1을 상기 비교예 2에 나타낸 0.050 %의 화합물 ST-1, 0.434 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.997 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.849 %의 화학식 I-3의 화합물, 1.300 %의 화학식 II-1의 화합물 및 1.465 %의 화학식 II-4의 화합물과 혼합하여 혼합물 M-2를 제조한다.

결합된 염료 화합물은 호스트 혼합물에서 우수한 용해도와 열 및 광에 대한 우수한 안정성을 보여준다.

혼합물 M-2는 반 평행 폴리이미드 정렬 층을 갖는 전기적으로 전환가능한 시험 셀에 충전되고, 여기서 전환층은 25 ㎛의 두께를 갖는다. 밝은 상태와 어두운 상태에 대한 성능이 평가된다. 측정은 표준 EN410에 따라 수행된다.

하기 값이 결정된다:

광 투과율 τ_v (어두운 상태): 18.4 %

광 투과율 τ_v (밝은 상태): 36.7 %

색도 좌표 x (어두운 상태): 0.321

색도 좌표 y (어두운 상태): 0.355

색도 좌표 x (밝은 상태): 0.321

색도 좌표 y (밝은 상태): 0.355.

색도 좌표 또는 색 좌표는 CIE 1931 2° 표준 관찰자에 따라 결정된다.

형광 측정은 각각 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm 및 550 nm의 여기 파장을 가진 분광 광도계를 사용하여 수행된다. 가시 스펙트럼 범위에서 식별가능한 잔류 형광은 관찰되지 않았다.

혼합물 M-2는, ITOS XP-40HT 편광기, 역 평행 폴리이미드 정렬 층 및 12 μm의 전환층 두께를 사용하여 하일마이어 구성을 갖는 전기적으로 전환가능한 시험 셀에 충전된다. 밝은 상태와 어두운 상태에 대한 성능이 평가된다. 측정은 표준 EN410에 따라 수행된다.

하기 값이 결정된다:

광 투과율 τ_v (어두운 상태): 0.6 %

광 투과율 τ_v (밝은 상태): 24.6 %

색도 좌표 x (어두운 상태): 0.301

색도 좌표 y (어두운 상태): 0.323

색도 좌표 x (밝은 상태): 0.324

색도 좌표 y (밝은 상태): 0.354.

혼합물 M-2는 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하는 장치(예: 창)에 사용하기에 매우 적합하다.

실시예 3

하기 혼합물 M-3-1, M-3-2, M-3-3, M-3-4 및 M-3-5는 각각 하기 표에 따라 베이스 혼합물 B-1과 추가 화합물을 혼합하여 제조한다.

혼합물 M-3-1, M-3-2, M-3-3, M-3-4 및 M-3-5는 각각, ITOS XP-40HT 편광기, 역 평행 폴리이미드 정렬 층 및 11.6 μm의 전환 층 두께를 이용하여 하일마이어 구성을 갖는 전기적으로 전환가능한 장치에 충전된다.

밝은 상태와 어두운 상태에 대한 성능이 평가된다. 측정은 표준 EN410에 따라 수행된다.

형광 측정은 각각 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm 및 550 nm의 여기 파장을 가진 분광 광도계를 사용하여 수행된다. 가시 스펙트럼 범위에서 식별가능한 잔류 형광은 혼합물 M-3-1, M-3-2, M-3-3, M-3-4 및 M-3-5에 대해 관찰되지 않았다.

혼합물 M-3-1, M-3-2, M-3-3, M-3-4 및 M-3-5는 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하는 장치(예: 창)에 사용하기에 적합하다.

실시예 4

혼합물 M-4는 상기 참고예 1에 기재된 94.367 %의 혼합물 B-1을 0.369 %의 화학식 I-1의 화합물, 1.192 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.699 %의 화학식 I-4의 화합물, 1.636 %의 화학식 II-1의 화합물, 1.187 %의 화학식 II-4의 화합물, 상기 비교예 2에 나타낸 0.150 %의 화합물 ST-1, 0.150 %의 하기 화학식의 화합물

및 0.250 %의 하기 화학식의 화합물

과 혼합하여 제조된다.

혼합물 M-4를 23.6 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전한다. 시간 경과에 따른 광 노출에 대한 M-4의 안정성은 70℃의 흑색 표준 온도에서 MTS-아틀라스의 선테스트 CPS+를 사용하여 조사된다. 26 주 초과의 시간 동안 색상 변화는 관찰되지 않았다.

실시예 5

혼합물 M-5는 상기 참고예 1에 기재된 94.667 %의 혼합물 B-1을 0.369 %의 화학식 I-1의 화합물, 1.192 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.699 %의 화학식 I-4의 화합물, 1.636 %의 화학식 II-1의 화합물, 1.187 %의 화학식 II-4의 화합물, 상기 비교예 2에 나타낸 0.150 %의 화합물 ST-1 및 0.100 %의 하기 화학식의 화합물

을 혼합하여 제조된다.

혼합물 M-5를 23.1 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전한다. 시간 경과에 따른 광 노출에 대한 M-5의 안정성은 70℃의 흑색 표준 온도에서 MTS-아틀라스의 선테스트 CPS+를 사용하여 조사된다. 39 주 초과의 시간 동안 색상 변화는 관찰되지 않았다.

실시예 6

혼합물 M-6은 상기 참고예 1에 기재된 바와 같이 94.767 %의 혼합물 B-1을 0.369 %의 화학식 I-1의 화합물, 1.192 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.699 %의 화학식 I-3의 화합물, 1.636 %의 화학식 II-1의 화합물, 1.187 %의 화학식 II-4의 화합물 및 0.150 %의 하기 화학식의 화합물

을 혼합하여 제조된다.

혼합물 M-6을 22.5 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전한다. 시간 경과에 따른 광 노출에 대한 M-6의 안정성은 70℃의 흑색 표준 온도에서 MTS-아틀라스의 선테스트 CPS+를 사용하여 조사된다. 26 주 초과의 시간 동안 색상 변화는 관찰되지 않았다.

실시예 7 내지 14

혼합물 M-7 내지 M-14는 실시예 2에 기재된 혼합물 M-2와 유사하게 제조되며, 여기서 베이스 혼합물 B-1 대신 각각 상기 참고예 2 내지 7에 기재된 혼합물 B-2, C-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7 및 H-7이 호스트 혼합물로 사용된다.

혼합물 M-7 내지 M-14를 상기 실시예 2에 기재된 M-2와 유사하게 처리하고 분석한다. 혼합물은 외부 공간에서 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치(예: 창)에 사용하기에 적합하다.

실시예 15

혼합물 M-15는 상기 참고예 8에 기재된 96.364 %의 혼합물 B-8을 0.566 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.847 %의 화학식 I-4의 화합물, 0.730 %의 화학식 II-1의 화합물, 0.962 %의 화학식 II-4의 화합물, 상기 비교예 2에 나타낸 0.030 %의 화합물 ST-1, 및 0.501 %의 하기 화학식의 화합물

을 혼합하여 제조된다.

혼합물 M-15를 23.0 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전한다. 시간 경과에 따른 광 노출에 대한 M-15의 안정성은 70℃의 흑색 표준 온도에서 MTS-아틀라스의 선테스트 CPS+를 사용하여 조사된다. 10 주 초과의 시간 동안 색상 변화는 관찰되지 않았다.

실시예 16

혼합물 M-16은 상기 참고예 8에 기재된 96.359 %의 혼합물 B-8을 0.566 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.847 %의 화학식 I-4의 화합물, 0.730 %의 화학식 II-1의 화합물, 0.967 %의 화학식 II-4의 화합물, 상기 비교예 2에 나타낸 0.030 %의 화합물 ST-1, 및 0.501 %의 하기 화학식의 화합물

을 혼합하여 제조된다.

혼합물 M-16을 23.0 ㎛의 셀 간격을 갖는 시험 셀에 충전한다. 시간 경과에 따른 광 노출에 대한 M-16의 안정성은 70℃의 흑색 표준 온도에서 MTS-아틀라스의 선테스트 CPS+를 사용하여 조사된다. 10 주 초과의 시간 동안 색상 변화는 관찰되지 않았다.

혼합물 M-16은 전환층 두께가 23.0 ㎛인 전기적으로 전환가능한 장치에 충전된다. 합쳐진 염료 화합물들은 호스트 혼합물에서 열과 광에 대해 우수한 용해도와 우수한 안정성을 보여 주며 탁월한 전환 콘트라스트를 제공한다.

혼합물 M-16은 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하는 장치(예: 창)에 사용하기에 적합하다.

실시예 17 내지 25

혼합물 M-17 내지 M-25는 실시예 16에 기재된 혼합물 M-16과 유사하게 제조되며, 이때 염기 혼합물 B-8 대신에 각각 상기 참고예 9 내지 17에 기재된 혼합물 B-9, B-10, B-11, B-12, B-13, B-14, B-15, B-16 및 B-17이 호스트 혼합물로 사용된다.

혼합물은 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치(예: 창)에 사용하기에 적합하다.

실시예 26

혼합물 M-26은 상기 참고예 1에 기재된 95.596 %의 혼합물 B-1을 상기 비교예 2에 나타낸 0.050 %의 화합물 ST-1, 0.450 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.924 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.780 %의 화학식 I-3의 화합물, 1.550 %의 화학식 II-4의 화합물 및 0.650 %의 하기 화합물(182)

을 혼합하여 제조된다.

혼합물은 외부 공간에서 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하는 장치(예: 창)에 사용하기에 적합하다.

실시예 27

혼합물 M-27은 상기 참고예 1에 기재된 95.646 %의 혼합물 B-1을 0.450 %의 화학식 I-1의 화합물, 0.924 %의 화학식 I-2의 화합물, 0.780 %의 화학식 I-3의 화합물, 1.550 %의 화학식 II-4의 화합물 및 상기 실시예 26에 나타낸 0.650 %의 화합물(182)과 혼합하여 제조된다.

혼합물은 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하는 장치(예: 창)에 사용하기에 적합하다.

실시예 28

상기 참고예 1에 기재된 89.45 %의 혼합물 B-1을 상기 비교예 2에 나타낸 0.05 %의 화합물 ST-1, 1.00 %의 화학식 I-1의 화합물, 2.20 %의 화학식 I-2의 화합물, 2.20 %의 화학식 I-3의 화합물, 2.00 %의 화학식 II-4의 화합물, 1.30 %의 화학식 II-5의 화합물 및 상기 실시예 26에 나타낸 1.80 %의 화합물(182)과 혼합하여 M-28 혼합물을 제조한다.

실시예 29

상기 참고예 8에 기재된 바와 같이 89.45 %의 혼합물 B-8을 상기 비교예 2에 나타낸 0.05 %의 화합물 ST-1, 1.00 %의 화학식 I-1의 화합물, 2.20 %의 화학식 I-2의 화합물, 2.20 %의 화학식 I-3의 화합물, 2.00 %의 화학식 II-4의 화합물, 1.30 %의 화학식 II-5의 화합물 및 상기 실시예 26에 나타낸 1.80 %의 화합물(182)과 혼합하여 M-29 혼합물을 제조한다.

실시예 30

상기 참고예 1에 기재된 바와 같이 89.268 %의 혼합물 B-1을 상기 비교 예 2에 나타낸 화합물 ST-1 0.100 %, 기재된 바와 같은 화학식 R 5011의 화합물 0.382 %를 혼합하여 혼합물 M-30을 제조한다. 상기 표 F에서, 화학식 I-1의 화합물 0.950 %, 화학식 I-2의 화합물 1.900 %, 화학식 I-3의 화합물 2.300 %, 화학식 II-1의 화합물 1.800 %, 2.200 %의 화학식 II-4의 화합물 및 1.100 %의 화학식 II-5의 화합물.

Claims

하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 하기 화학식 II의 화합물을 포함하는 조성물:

상기 식에서,
R¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H, F, CN, N(R^z)₂, Si(R^z)₃, 또는 1 내지 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시를 나타내며, 이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R^z)=C(R^z)-, -C≡C-,

, -N(R^z)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 CN으로 대체될 수 있고,
X는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, CR^a 또는 N을 나타내고,
R^a는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, F, Cl, N(R^z)₂ 또는 CN을 나타내고,
R² 및 R^z는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H, 할로겐, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬을 나타내고, 이때 또한, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있고,
Ar¹ 및 Ar²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 아릴 또는 헤테로아릴 기를 나타내며, 이는 하나 이상의 라디칼 L로 치환될 수 있고,
L은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, OH, SCN, SF5, N(R^z)₂ 또는 각각의 경우에 임의적으로 플루오르화된, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고,
Z¹은, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 단일 결합, -O-, -S-, -C(O)-, -CR^y1R^y2-, -CF₂O-, -OCF₂-, -C(O)-O-, -O-C(O)-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CR^x1=CR^x2-, -C≡C-, -CR^x1=CR^x2-CO-, -CO-CR^x1=CR^x2-, -CR^x1=CR^x2-COO-, -OCO-CR^x1=CR^x2- 또는 -N=N-를 나타내고,
Z²는, 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 단일 결합, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -C≡C-를 나타내고,
a, b, c 및 d는 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고,
R^x1 및 R^x2는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R^y1은 H 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
R^y2는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
2 개 이상의 상기 화학식 I의 화합물 및 2 개 이상의 상기 화학식 II의 화합물이 상기 조성물에 포함되는, 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
Ar¹ 및 Ar²가 서로 독립적으로 1,4-페닐렌, 1,4-나프틸렌, 2,6-나프틸렌, 티아졸-2,5-디일, 티오펜-2,5-디일 또는 티에노티오펜-2,5-디일을 나타내며, 이때 하나 이상의 H 원자는 제 1 항에 정의된 L 기로 대체될 수 있는, 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
Ar¹ 중 적어도 하나가 티오펜-2,5-디일 또는 티에노티오펜-2,5-디일이고, 바람직하게는 티오펜-2,5-디일인, 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
R¹은, 동일하거나 상이하게, 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형, 바람직하게는 분지형 알킬 또는 알콕시 또는 N(R^b)₂를 나타내고, 이때 R^b는 서로 독립적으로 1 내지 9 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 바람직하게는 에틸, 부틸 및 헥실이고,
R²는 동일하거나 상이하게 1 내지 9 개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 바람직하게는 에틸을 나타내고,
a, b, c 및 d는 1을 나타내고,
Z¹은 단일 결합이고,
Z²는 단일 결합인, 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물이 하나 이상의 보라색 염료, 하나 이상의 청색 염료, 하나 이상의 황색 염료, 하나 이상의 적색 염료 및 하나 이상의 근적외선 염료를 포함하는, 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물이 하기 화학식 I-1, I-2, I-3 및 I-4의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 2 개 이상의 화합물 및 하기 화학식 II-1, II-2, II-3, II-4 및 II-5의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 2 개 이상의 화합물을 포함하는, 조성물:

.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 조성물, 및
하나 이상의 메소젠 화합물
을 포함하는 액정 매질.
제8항에 있어서,
상기 매질이 하기 화학식 CY, PY 및 AC의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:

상기 식에서,

는
이고;

는

이고;

는
이고;
R¹, R², R^AC1 및 R^AC2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
Z^x, Z^y 및 Z^AC는 각각 서로 독립적으로 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합이고;
L¹, L², L³, 및 L⁴는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, CN, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂이고;
a는 1 또는 2이고;
b는 0 또는 1이고;
c는 0, 1 또는 2이고;
d는 0 또는 1이다.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 매질이 하기 화학식 IIA 내지 VIII의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:

상기 식에서,

는 각각 서로 독립적으로

이고;
R²⁰은 각각 동일하거나 상이하게 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 할로겐화되거나 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼이되, 이때 또한, 상기 라디칼에서 하나 이상의 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고;
X²⁰은 각각 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 또는 각각 1 내지 6개의 C 원자를 갖는, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고;
Y²⁰, Y²¹, Y²², Y²³, 및 Y²⁴는 각각 동일하거나 상이하게 H 또는 F이고;
Z²⁰은 -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C₂F₄-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO- 또는 -OCF₂-이되, 화학식 V 및 VI에서는 또한 단일 결합이고, 화학식 V 및 VIII에서는 또한 -CF₂O-이고;
r은 0 또는 1이고;
s는 0 또는 1이다.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질이 하기 화학식 DK 및 O의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R⁵, R⁶, R^O1 및 R^O2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이되, 이때 또한, 1 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;

는
이고;

는
이고;

는
이고;

는

이고;
Z^O1은 -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -C=C- 또는 단일 결합이고;
Z^O2는 CH₂O, -C(O)O-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂- 또는 단일 결합이고;
o는 1 또는 2이고;
e는 1 또는 2이다.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질이 하기 화학식 O3 내지 O5의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,
R^O1 및 R^O2는 동일하거나 상이하게 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일이다.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매질이 하기 화학식 DK1 내지 DK12의 화합물 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:

상기 식에서,
알킬 및 알킬^*은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고;
알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이다.
외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치로서, 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 포함하는 전환층(switching layer)을 함유하는 장치.
제14항에 따른 장치를 포함하는 창(window).
전기 광학 디스플레이, 외부 공간으로부터 내부 공간으로의 에너지 통과를 조절하기 위한 장치, 전기 반도체, 유기 전계 효과 트랜지스터, 인쇄 회로, 무선 주파수 식별 소자, 유기 발광 다이오드, 조명 소자, 광전지 장치, 광학 센서, 효과 안료, 장식 소자에서의 또는 중합체 착색용 염료로서의 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
건축용(architectural) 창 또는 자동차 선루프에서의 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 용도.