DE10111572B4 - Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung - Google Patents

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Abstract

Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel I
Figure 00000001
enthält,
worin
R H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-,
Figure 00000002
-C≡C-, -CO-, -CO-O-, -C-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Figure 00000003
Y F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkoxy, halogeniertes Alkenyl, halogeniertes Alkylalkoxy oder halogeniertes Alkenyloxy mit bis zu 7 C-Atomen
bedeuten,
und
eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII und IX enthält,
Figure 00000004

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, sowie dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke.
  • Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflußt werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-Zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer (”twisted nematic”) Struktur, STN-Zellen (”supertwisted nematic”), SBE-Zellen (”superbirefringence effect”) und OMI-Zellen (”optical mode interference”). Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und besitzen eine verdrillt nematische Struktur.
  • Die Flüssigkristallmaterialien müssen eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristallmaterialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze Ansprechzeiten, tiefe Schwellenspannungen und einen hohen Kontrast ergeben.
  • Weiterhin sollten sie bei üblichen Betriebstemperaturen, d. h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb und oberhalb Raumtemperatur eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise für die oben genannten Zellen eine nematische oder cholesterische Mesophase. Da Flüssigkristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen, ist es wichtig, daß die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische Leitfähigkeit, die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen genügen. Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
  • Beispielsweise sind für Matrix-Flüssigkristallanzeigen mit integrierten nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) Medien mit großer positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV- und Temperaturstabilität und geringem Dampfdruck erwünscht.
  • Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d. h. Transistoren) verwendet werden. Man spricht dann von einer ”aktiven Matrix”, wobei man zwei Typen unterscheiden kann:
    • 1. MOS (Metal Oxide Semiconductor) oder andere Dioden auf Silizium-Wafer als Substrat.
    • 2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
  • Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial beschränkt die Displaygröße, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stößen zu Problemen führt.
  • Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.
  • Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt-Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, daß je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement gegenüber liegt.
  • Die TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.
  • Der Begriff MFK-Anzeigen umfaßt hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d. h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isolator-Metall).
  • Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z. B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Displays für Rechneranwendungen (Laptop) und im Automobil- oder Flugzeugbau. Neben Problemen hinsichtlich der Winkelabhängigkeit des Kontrastes und der Schaltzeiten resultieren bei MFK-Anzeigen Schwierigkeiten bedingt durch nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristallmischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210–288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann das Problem der ”after image elimination” auftreten. Da der spezifische Widerstand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen der Anzeige im allgemeinen über die Lebenszeit einer MFK-Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig, um akzeptable Standzeiten zu erhalten. Insbesondere bei low-volt-Mischungen war es bisher nicht möglich, sehr hohe spezifische Widerstände zu realisieren. Weiterhin ist es wichtig, daß der spezifische Widerstand eine möglichst geringe Zunahme bei steigender Temperatur sowie nach Temperatur- und/oder UV-Belastung zeigt. Besonders nachteilig sind auch die Tieftemperatureigenschaften der Mischungen aus dem Stand der Technik. Gefordert wird, daß auch bei tiefen Temperaturen keine Kristallisation und/oder smektische Phasen auftreten und die Temperaturabhängigkeit der Viskosität möglichst gering ist. Die MFK-Anzeigen aus dem Stand der Technik genügen somit nicht den heutigen Anforderungen.
  • Neben Flüssigkristallanzeigen, die eine Hintergrundbeleuchtung verwenden, also transmissiv und gegebenenfalls transflektiv betrieben werden, sind besonders auch reflektive Flüssigkristallanzeigen interessant. Diese reflektiven Flüssigkristallanzeigen benutzen das Umgebungslicht zur Informationsdarstellung. Somit verbrauchen sie wesentlich weniger Energie als hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeigen mit entsprechender Größe und Auflösung. Da der TN-Effekt durch einen sehr guten Kontrast gekennzeichnet ist, sind derartige reflektive Anzeigen auch bei hellen Umgebungsverhältnissen noch gut abzulesen. Dies ist bereits von einfachen reflektiven TN-Anzeigen, wie sie in z. B. Armbanduhren und Taschenrechnern verwendet werden, bekannt. Jedoch ist das Prinzip auch auf hochwertige, höher auflösende Aktiv-Matrix angesteuerte Anzeigen wie z. B. TFT-Displays anwendbar. Hier ist wie bereits bei den allgemeinen üblichen transmissiven TFT-TN-Anzeigen die Verwendung von Flüssigkristallen mit niedriger Doppelbrechung (Δn) nötig, um eine geringe optische Verzögerung (d·Δn) zu erreichen. Diese geringe optische Verzögerung führt zu einer meist akzeptablen geringen Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes (vgl. DE 30 22 818 ). Bei reflektiven Anzeigen ist die Verwendung von Flüssigkristallen mit kleiner Doppelbrechung noch wichtiger als bei transmissiven Anzeigen, da bei reflektiven Anzeigen die effektive Schichtdicke, die das Licht durchquert, ungefähr doppelt so groß ist wie bei transmissiven Anzeigen mit derselben Schichtdicke.
  • Vorteile von reflektiven Anzeigen gegenüber transmissiven Anzeigen sind neben dem geringeren Leistungsverbrauch (keine Hintergrundbeleuchtung nötig) die Platzersparnis, die zu einer sehr geringene Bautiefe führt und die Verminderung von Problemen durch Temperaturgradienten durch unterschiedliche Aufheizung durch die Hintergrundbeleuchtung.
  • Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellenspannung, die diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen.
  • Bei TN-(Schadt-Helfrich)-Zellen sind Medien erwünscht, die folgende Vorteile in den Zellen ermöglichen:
    • – erweiterter nematischer Phasenbereich (insbesondere zu tiefen Temperaturen)
    • – Schaltbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen (out-door-use, Automobil, Avionik)
    • – erhöhte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung (längere Lebensdauer)
    • – niedrige Schwellen-(Ansteuer-)spannung
    • – niedrige Doppelbrechung für verbesserten Beobachtungswinkelbereich
  • Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Medien ist es nicht möglich, diese Vorteile unter gleichzeitigem Erhalt der übrigen Parameter zu realisieren.
  • Bei höher verdrillten Zellen (STN) sind Medien erwünscht, die eine höhere Multiplexierbarkeit und/oder kleinere Schwellenspannungen und/oder breitere nematische Phasenbereiche (insbesondere bei tiefen Temperaturen) ermöglichen. Hierzu ist eine weitere Ausdehnung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes (Klärpunkt, Übergang smektisch-nematisch bzw. Schmelzpunkt, Viskosität, dielektrische Größen, elastische Größen) dringend erwünscht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Medien für derartige MFK-, TN- oder STN-Anzeigen, insbesondere für reflektive MFK-Anzeigen, bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße, und vorzugsweise gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände und niedrige Schwellenspannungen aufweisen.
  • Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in Anzeigen erfindungsgemäße Medien verwendet. Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich insbesondere durch ihre niedrigen Schwellenspannungen aus.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie gemäß Anspruch 1.
  • Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formel I flüssigkristallinen Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder dessen Viskosität zu optimieren.
  • Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil.
  • Verbindungen der Formel I werden von der allgemeinen Formel in der EP 0 441 932 B1 umfaßt. Flüssigkristallmischungen enthaltend Dioxan-Verbindungen für TN-TFT-Anwendungen sind beispielsweise aus den folgenden Offenlegungsschriften bekannt: JP 10-231 482 A , DE 199 82 452 T5 , WO 01/07962 A2 .
  • Erfindungsgemäße Mischungen enthalten mindestens eine Verbindung der Formel I, worin Y, L1 und L2 jeweils F bedeuten, R ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8C-Atomen ist und -A-
    Figure 00080001
    bedeutet.
  • Weiterhin bevorzugt sind Mischungen, die zusätzlich Verbindungen der Formel I, worin Y F, Cl, OCF3, OCHF2, OCF2CF3 oder OCF2CHFCF3, bedeutet, enthalten.
  • Falls R einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
  • Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxymethyl), 2-(= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
  • Falls R einen Alkenylrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl.
  • Falls R einen Alkylrest bedeutet, in denn eine CH2-Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, so sind diese bevorzugt benachbart. Somit beinhalten diese eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome.
  • Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl, 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.
  • Falls R einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch unsubstituiertes oder substituiertes -CH=CH- und eine benachbarte CH2-Gruppe durch CO oder CO-O oder O-CO ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 4 bis 13 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Acryloyloxymethyl, 2-Acryloyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryloyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyloxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Methacryloyloxyethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyloxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.
  • Falls R einen einfach durch CN oder CF3 substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig. Die Substitution durch CN oder CF3 ist in beliebiger Position.
  • Falls R einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist Halogen vorzugsweise F. Die resultierenden Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in ω-Position.
  • Verbindungen der Formel I, die über für Polymerisationsreaktionen geeignete Flügelgruppen R verfügen, eignen sich zur Darstellung flüssigkristalliner Polymerer.
  • Verbindungen der Formel I mit verzweigten Flügelgruppen R können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbindungen dieser Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien.
  • Verbindungen der Formel I mit SA-Phasen eignen sich beispielsweise für thermisch adressierte Displays.
  • Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 1-Methylheptoxy.
  • Falls R einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr CH2-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er verzweigt und hat 3 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Bis-carboxy-methyl, 2,2-Bis-carboxy-ethyl, 3,3-Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy-butyl, 5,5-Bis-carboxy-pentyl, 6,6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy-heptyl, 8,8-Bis-carboxy-octyl, 9,9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-carboxy-decyl, Bis-(methoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(methoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(methoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(methoxycarbonyl)-pentyl, 6,6-Bis-(methoxycarbonyl)-hexyl, 7,7-Bis-(methoxycarbonyl)-heptyl, 8,8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl, Bis-(ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(ethoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(ethoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(ethoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(ethoxycarbonyl)-hexyl.
  • Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung dieser Medien für elektrooptische Zwecke.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine bedeutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes.
  • Die erzielbaren Kombinationen aus Klärpunkt, Viskosität bei tiefer Temperatur, thermischer und UV-Stabilität und optischer Anisotropie und Schwellenspannung übertreffen bei weitem bisherige Materialien aus dem Stand der Technik.
  • Die Forderung nach hohem Klärpunkt, nematischer Phase bei tiefer Temperatur und gleichzeitig einer niedrigen Schwellenspannung konnte bislang nur inzureichend erfüllt werden. Flüssigkristallmischungen, wie z. B. MLC-6476 und MLC-6625 (Merck KGaA, Darmstadt, BRD) weisen zwar vergleichbare Klärpunkte und Tieftemperaturstabilitäten auf, sie haben jedoch viel höhere Schwellenspannungen von ca. ≥ 1,7 V.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es unter Beibehaltung der nematischen Phase bis –20°C und bevorzugt bis –30°C, besonders bevorzugt bis –40°C, Klärpunkte oberhalb 70°C, vorzugsweise oberhalb 80°C, gleichzeitig Doppelbrechungen von ≤ 0,100, vorzugsweise ≤ 0,095, insbesondere ≤ 0,090 und eine deutlich niedrige Schwellenspannung zu erreichen, wodurch hervorragende STN- und MFK-Anzeigen, insbesondere reflektive MFK-Anzeigen, erzielt werden können. Insbesondere sind die Mischungen durch kleine Operationsspannungen gekennzeichnet. Die TN-Schwellen liegen bei 1,5 V, vorzugsweise unterhalb 1,4 V, besonders bevorzugt ≤ 1,3 V. Insbesondere reflektive MFK-Mischungen zeichnen sich durch TN-Schwellen von < 1,5 V aus.
  • Es versteht sich, daß durch geeignete Wahl der Komponenten der erfindungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z. B. oberhalb 110°C) bei niedrigeren dielektrischen Anisotropiewerten und somit höheren Schwellenspannungen oder niedrigere Klärpunkte bei höheren dielektrischen Anisotropiewerten (z. B. > 12) und somit niedrigeren Schwellenspannungen (z. B. < 1,5 V) unter Erhalt der anderen vorteilhaften Eigenschaften realisiert werden können. Ebenso können bei entsprechend wenig erhöhten Viskositäten Mischungen mit größerem Δε und somit geringeren Schwellen erhalten werden. Die MFK-Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten Transmissionsminimum nach Gooch und Tarry [C. H. Gooch und H. A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2–4, 1974; C. H. Gooch und H. A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575–1584, 1975], wobei hier neben besonders günstigen elektrooptischen Eigenschaften wie z. B. hohe Steilheit der Kennlinie und geringe Winkelabhängigkeit des Kontrastes ( DE-PS 30 22 818 ) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen Anzeige im zweiten Minimum eine kleinere dielektrische Anisotropie ausreichend ist. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen als bei Mischungen mit Cyanverbindungen. Der Fachmann kann durch geeignete Wahl der einzelnen Komponenten und deren Gewichtsanteilen mit einfachen Routinemethoden die für eine vorgegebene Schichtdicke der MFK-Anzeige erforderliche Doppelbrechung einstellen. Die Anforderungen an reflektive MFK-Anzeigen wurden z. B. im Digest of Technical Papers, SID Symposium 1998 aufgezeigt.
  • Die Rotationsviskosität γ1 bei 20°C ist vorzugsweise < 220 mPa·s, besonders bevorzugt < 190 mPa·s. Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 100°, insbesondere mindestens 110°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von –30° bis +70°.
  • Messungen des ”Capacity Holding-Ratio” auch ”Voltage Holding Ratio” (HR) [S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)] haben ergeben, daß erfindungsgemäße Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I eine ausreichende HR für MFK-Anzeigen aufweisen.
  • Vorzugsweise erhalten die erfindungsgemäßen Medien mehrere (vorzugsweise zwei oder mehr) Verbindungen der Formel I, d. h. der Anteil dieser Verbindungen ist 5–50%, vorzugsweise 5–40% und besonders bevorzugt im Bereich von 5–35%.
  • Die einzelnen Verbindungen der Formeln I bis XVI und deren Unterformeln, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind im folgenden angegeben:
    • – Mischung enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formeln I1 bis I32 und I34 bis I60:
      Figure 00130001
      Figure 00140001
      Figure 00150001
      Figure 00160001
      Figure 00170001
      Figure 00180001
      Figure 00190001
      Figure 00200001
      Figure 00210001
      worin Alkyl ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen und Alkenyl ein 1-E- bzw. 3-E-Alkenylrest mit 2-8 C-Atomen ist; In den erfindungsgemäßen Medien enthaltend Verbindungen der Formel I ist Y vorzugsweise F, Cl, OCF3, OCHF2, CF3, CHFCF3, CF2CHF2, C2H4CHF2, CF2CH2CF3, CHF2, OCH2CF3, OCH2CHF2, OCF2CHF2, O(CH2)3CF3, OCH2C2F5, OCH2CF2CHF2, OCH2C3F7, OCHFCF3, OC2F5, OCF2CHFCF3, OCH2CF2CHFCF3, OCH=CF2, OCF=CF2, OCF=CFCF3, OCF=CF-C2F5, CH=CHF, CH=CF2, CF=CF2, CF2OCF3, insbesondere F, OCHFCF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, OC3F7, OCH=CF2, und CF2OCF3. Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin L1 und/oder L2 Fluor bedeuten.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formeln I2, I3, I4, I5, I6, I8, I9, I14, I15, I17, I18, I20, I21, I23, I24, I32, I34, I36, I47, I48, I50 und/oder I51;
    • – Das Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II bis IX:
      Figure 00220001
      Figure 00230001
      worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben: R0: n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen; X0: F, Cl, halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen, oder halogeniertes Alkenyl mit 2 bis 6 C-Atomen; Z0: -C4H8-, -CF2O-, -OCF2-, -CF=CF- oder -C2F4-; Y1, Y2, Y3 und Y4: jeweils unabhängig voneinander H oder F; r: 0 oder 1.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise zwei, drei, vier oder fünf Verbindungen der Formel II;
    • – Das Medium enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IIa bis IIh:
      Figure 00240001
      Figure 00250001
    • – Die Verbindung der Formel IV ist vorzugsweise
      Figure 00250002
      Figure 00260001
    • – Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln X bis XVI:
      Figure 00260002
      Figure 00270001
      worin R0, X0, Y1 und Y2 jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben. Vorzugsweise bedeutet X0 F, Cl, CF3, OCF3, OCHF2. R0 ist vorzugsweise Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 C-Atomen.
    • – Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln D1 und/oder D2,
      Figure 00270002
      worin R0 und X0 die oben angegebenen Bedeutungen haben,
    • – Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Ester-Verbindungen der Formeln E1 bis E5:
      Figure 00280001
      worin R0, X0, Y1, Y2 die oben angegebenen Bedeutungen haben und L H oder F bedeutet und Alkyl und Alkyl* jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen und
    • – Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formeln Xa bis Xf:
      Figure 00290001
      worin Alkyl und Alkyl* jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen und Alkenyl und Alkenyl* jeweils unabhängig voneinader ein 1E- bzw. 3E-Alkenylrest mit 2-8 C-Atomen bedeutet.
    • – Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel E1a,
      Figure 00300001
      worin R0 die oben angegebene Bedeutung hat.
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis IX zusammen beträgt im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-%;
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formel I beträgt im Gesamtgemisch 5 bis 50 Gew.-%;
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IX im Gesamtgemisch beträgt 20 bis 80 Gew.-%
      Figure 00300002
    • – Das Medium enthält Verbindungen der Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII oder IX;
    • – R0 ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen;
    • – Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen der Formeln I bis IX;
    • – Das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XVII bis XXI:
      Figure 00310001
      worin R0 und X0 die oben angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylenringe durch CN, Chlor oder Fluor substituiert sein können. Vorzugsweise sind die 1,4-Phenylenringe ein- oder mehrfach durch Fluoratome substituiert.
    • – Das Gewichtsverhältnis I: (II + III + IV + V + VI + VII + VIII + IX) ist vorzugsweise 1:10 bis 10:1.
    • – Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln I bis XVI.
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formeln Xa bis Xd beträgt im Gesamtgemisch 3–45 Gew.-%, vorzugsweise 5–40 Gew.-%, insbesondere 5–30 Gew.-%.
    • – Der Anteil der Verbindungen der Formel E1 beträgt im Gesamtgemisch 10–60 Gew.-%, vorzugsweise 10–45 Gew.-%, insbesondere 15–40 Gew.-%.
    • – Der Anteil der Verbindungen der Formeln E2 und/oder E3 im Gesamtgemisch beträgt 1–30 Gew.-%, vorzugsweise 3–20 Gew.-% und insbesondere 3–15 Gew.-%.
    • – Der Anteil der Verbindungen der Formel E4 ist vorzugsweise ≤ 20 Gew.-%, insbesondere ≤ 10 Gew.-%.
  • Es wurde gefunden, daß bereits ein relativ geringer Anteil an Verbindungen der Formel I im Gemisch mit üblichen Flüssigkristallmaterialien, insbesondere jedoch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel II, III, IV, V, VI, VII, VIII und/oder IX zu einer Erniedrigung der Schwellenspannung und zu niedrigen Werten für die Doppelbrechung führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangstemperaturen smektisch-nematisch beobachtet werden, wodurch die Lagerstabilität drastisch verbessert wird. Bevorzugt sind insbesondere Mischungen, die neben ein oder mehreren Verbindungen der Formel I ein oder mehrere Verbindungen der Formel IV enthalten, insbesondere Verbindungen der Formel IVa, worin X0 F oder OCF3 bedeutet.
  • Die Verbindungen der Formeln I bis IX sind farblos, stabil und untereinander und mit anderen Flüssigkristallmaterialien gut mischbar. Der Ausdruck ”Alkyl” bzw. ”Alkyl*” umfaßt geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1–7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl. Gruppen mit 2-5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt
  • Der Ausdruck ”Alkenyl” bzw. ”Alkenyl*” umfaßt geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit 2-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders Alkenylgruppen sind C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl, C5-C7-4-Alkenyl, C6-C7-5-Alkenyl und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C7-4-Alkenyl. Beispiele bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
  • Der Ausdruck ”Fluoralkyl” umfaßt vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigen Fluor, d. h. Fluormethyl, 2-Fluorethyl, 3-Fluorpropyl, 4-Fluorbutyl, 5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere Positionen des Fluors sind jedoch nicht ausgeschlossen.
  • Der Ausdruck ”Oxaalkyl” umfaßt vorzugsweise geradkettige Reste der Formel CnH2n+1-O-(CH2)m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6.
  • Durch geeignete Wahl der Bedeutungen von R0 und X0 können die Schaltzeiten, die Schwellenspannung, die Steilheit der Transmissionskennlinien etc. in gewünschter Weise modifiziert werden. Beispielsweise führen 1E-Alkenylreste, 3E-Alkenylreste, 2E-Alkenyloxyreste und dergleichen in der Regel zu kürzeren Ansprechzeiten, verbesserten nematischen Tendenzen und einem höheren Verhältnis der elastischen Konstanten k33 (bend) und k11 (splay) im Vergleich zu Alkyl- bzw. Alkoxyresten. 4-Alkenylreste, 3-Alkenylreste und dergleichen ergeben im allgemeinen tiefere Schwellenspannungen und kleinere Werte von k33/k11 im Vergleich zu Alkyl- und Alkoxyresten.
  • Das optimale Mengenverhältnis der Verbindungen der Formeln I und II + III + IV + V + VI + VII + VIII + IX hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII und/oder IX und von der Wahl weiterer gegebenenfalls vorhandener Komponenten ab. Geeignete Mengenverhältnisse innerhalb des oben angegebenen Bereichs können von Fall zu Fall leicht ermittelt werden.
  • Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis XVI in den erfindungsgemäßen Gemischen ist nicht kritisch. Die Gemische können daher eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten zwecks Optimierung verschiedener Eigenschaften. Der beobachtete Effekt auf die Schaltzeiten und die Schwellenspannung ist jedoch in der Regel umso größer je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln I bis XVI ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien Verbindungen der Formel II bis IX (vorzugsweise II, III und/oder IV, insbesondere IVa), worin X0 F, OCF3, OCHF2, OCH=CF2, OCF=CF2 oder OCF2-CF2H bedeutet. Eine günstige synergistische Wirkung mit den Verbindungen der Formel I führt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften. Insbesondere Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I und der Formel IVa zeichnen sich durch ihre niedrigen Schwellenspannungen aus.
  • Der Aufbau der STN- bzw. MFK-Anzeige aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit Oberflächenbehandlung entspricht der für derartige Anzeigen üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefaßt und umfaßt auch alle Abwandlungen und Modifikationen der MFK-Anzeige, insbesondere auch Matrix-Anzeigeelemente auf Basis poly-Si TFT oder MIM und ganz besonders reflektive Anzeigen.
  • Ein wesentlicher Unterschied der Anzeigen zu den bisher üblichen auf der Basis der verdrillten nematischen Zelle besteht jedoch in der Wahl der Flüssigkristallparameter der Flüssigkristallschicht.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. in der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation. Weiterhin ist es möglich die Mischungen auf andere herkömmliche Arten, z. B. durch Verwendungen von Vormischungen, z. B. Homologen-Mischungen oder unter Verwendung von sogenannten ”Multi-Bottle”-Systemen herzustellen.
  • Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0–15%, vorzugsweise 0–10%, pleochroitische Farbstoffe, chirale Datierstoffe, Stabilisatoren und/oder Antioxidantien zugesetzt werden. Die einzelnen zugesetzten Verbindungen werden in Konzentrationen von 0,01 bis 6%, bevorzugt von 0,1 bis 3% eingesetzt.
  • Dabei werden jedoch die Konzentrationsangaben der übrigen Bestandteile der Flüssigkristallmischungen also der flüssigkristallinen oder mesogenen Verbindungen, ohne Berücksichtigung der Konzentration dieser Zusatzstoffe angegeben.
  • In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste CnH2n+1 und CmH2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen; n und m bedeuten jeweils ganze Zahlen, vorzugsweise 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12. Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem Strich ein Code für die Substituenten R1, R2, L1 und L2:
    Code für R1, R2, L1, L2 R1 R2 L1 L2
    nm CnH2n+1 CmH2m+1 H H
    nOm CnH2n+1 OCmH2m+1 H H
    nO.m OCnH2n+1 CmH2m+1 H H
    n CnH2n+1 CN H H
    nN.F CnH2n+1 CN H F
    nF CnH2n+1 F H H
    nOF OCnH2n+1 F H H
    nCl CnH2n+1 Cl H H
    nF.F CnH2n+1 F H F
    nF.F.F CnH2n+1 F F F
    nCF3 CnH2n+1 CF3 H H
    nOCF3 CnH2n+1 OCF3 H H
    nOCF2 CnH2n+1 OCHF2 H H
    nS CnH2n+1 NCS H H
    rVsN CrH2r+1-CH=CH-CsH2s- CN H H
    V-T CH2=CH CF3 H H
    V2-T CH2-CH-C2H4 CF3 H H
    1V-OT CH3-CH=CH OCF3 H H
    rEsN CrH2r+1-O-CsH2s- CN H H
    nAm CnH2n+1 COOCmH2m+1 H H
    nOCCF2.F.F CnH2n+1 OCH2CF2H F F
  • Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A und B. Tabelle A:
    Figure 00370001
    Figure 00380001
    Figure 00390001
    Tabelle B:
    Figure 00390002
    Figure 00400001
    Figure 00410001
  • Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt, Kp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, S = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar. Die optische Anisotropie (589 nm, 20°C) und die Fließviskosität ν20 (mm2/sec) und die Rotationsviskosität γ1 (mPa·s) wurden jeweils bei 20°C bestimmt.
  • V10 bezeichnet die Spannung für 10% Transmission (Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche). ton bezeichnet die Einschaltzeit und toff die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem zweifachen Wert von V10. Δn bezeichnet die optische Anisotropie und no den Brechungsindex. Δε bezeichnet die dielektrische Anisotropie (Δε = ε∥⁣ – ε⊥ wobei ε∥⁣ die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und ε⊥ die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet). Die elektrooptischen Daten wurden in einer TN-Zelle im 1. Minimum (d. h. bei einem d·Δn-Wert von 0,5) bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Die optischen Daten wurden bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.
  • Mischungsbeispiele
  • Vergleichsbeispiel 1
    CCH-303 11,00% S → N [°C]: < –40
    CCH-501 17,00% Klärpunkt [°C]: +84,5
    CH-33 3,00% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0628
    CH-35 3,00% Δε [1 kHz, 20°C]: +9,2
    CH-45 3,00% γ1 [mPa·s, 20°C]: 175
    CCP-5F.F.F 3,00% d·Δn [μm]: 0,50
    CCZU-2-F 6,00% Verdrillung [°]: 90
    CCZU-3-F 16,00% V10 [V]: 1,49
    CCZU-5-F 6,00%
    CCPC-34 2,00%
    CEDU-3-F 15,00%
    CEDU-5-F 15,00%
    Vergleichsbeispiel 2
    CCH-301 9,00% S → N [°C]: < –30
    CC-5-V 4,00% Klärpunkt [°C]: +81,5
    CH-33 3,00% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0682
    CCP-2F.F.F 11,00% Δε [1 kHz, 20°C]: +11,8
    CCP-3F.F.F 10,00% γ1 [mPa·s, 20°C]: 175
    CCZU-2-F 6,00% d·Δn [μm]: 0,50
    CCZU-3-F 18,00% Verdrillung [°]: 90
    CCZU-5-F 6,00% V10 [V]: 1,19
    CCPC-34 3,00%
    CEDU-3-F 15,00%
    CEDU-5-F 15,00%
    Vergleichsbeispiel 3
    CCP-3F.F.F 9,00% S → N [°0]: < –40
    CCP-30CF3 8,00% Klärpunkt [°C]: +75,0
    CCP-50CF3 2,00% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0935
    CCP-30CF3.F 11,00% Δε [1 kHz, 20°C]: +13,4
    CGU-2-F 9,00% d Δn [μm]: 0,50
    CGU-3-F 11,00% Verdrillung [°]: 90
    CGU-5-F 10,00% V10 [V]: 1,16
    CEDU-3-F 15,00%
    CEDU-5-F 14,00%
    ECCP-5F.F 8,00%
    CBC-33F 3,00%
    Vergleichsbeispiel 4
    CCP-3F.F.F 9,00% S → N [°C]: < –40
    CCP-30CF3 8,00% Klärpunkt [°C]: +74,5
    CCP-50CF3 4,00% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0938
    CCP-30CF3.F 12,00% Δε [1 kHz, 20°C]: +14,0
    CGU-2-F 9,00% d·Δn [μm]: 0,50
    CGU-3-F 11,00% Verdrillung [°]: 90
    CGU-5-F 10,00% V10 [V]: 1,16
    CEDU-3-F 15,00%
    CEDU-5-F 15,00%
    ECCP-5F.F 4,00%
    CBC-33F 3,00%
    Beispiel A
    CCH-301 7,00% S → N [°C]: < –40
    CC-5-V 4,00% Klärpunkt [°C]: +85,0
    CH-33 4,00% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0685
    CCP-2F.F.F 11,00% d·Δn [μm]: 0,50
    CCP-3F.F.F 10,00% Verdrillung [°]: 90
    CCZU-2-F 6,00% V10 [V]: 1,17
    CCZU-3-F 18,00%
    CCZU-5-F 6,00%
    CCPC-34 4,00%
    CDEU-3-F 15,00%
    CDEU-5-F 15,00%
    Vergleichsbeispiel 5
    CCP-2F.F.F 8,00% S → N [°C]: < –30
    CCP-30CF3 8,00% Klärpunkt [°C]: +70,5
    CCP-50CF3 5,00% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0919
    CCP-30CF3.F 12,00% Δε [1 kHz, 20°C]: +13,2
    CGU-2-F 9,00% d·Δn [μm]: 0,50
    CGU-3-F 11,00% Verdrillung [°]: 90
    CGU-5-F 10,00% V10 [V]: 1,11
    CEDU-3-F 15,00% γ1 [mPa·s, 20°C]: 223
    CEDU-5-F 15,00%
    ECCP-5F.F 5,00%
    CBC-33F 2,00%
    Beispiel B
    CCP-2F.F.F 13,0% Klärpunkt [°C]: +72,9
    CCP-3F.F.F 11,0% Δn [589 nm, 20°C]: +0,066
    CCP-5F.F.F 6,0% Δε [1 kHz, 20°C]: 8,5
    CCP-20CF3.F 12,0%
    CCP-3OCF3.F 8,0%
    CCP-5OCF3.F 8,0%
    CCOC-3-3 3,0%
    CCOC-4-3 4,0%
    CCOC-3-5 3,0%
    CC-5-V 10,0%
    CDEU-2-F 7,0%
    CDEU-3-F 7,0%
    CDEU-5-F 8,0%
    Beispiel C
    CCP-2F.F.F 13,0% Klärpunkt [°C]: +75,5
    CCP-3F.F.F 11,0% Δn [589 nm, 20°C]: +0,0781
    CCP-5F.F.F 6,0% Δε [1 kHz, 20°C]: 9,2
    CCP-2OCF3 9,0%
    CCP-3OCF3 8,0%
    CCP-5OCF3 8,0%
    CGU-2-F 9,0%
    CGU-3-F 5,0%
    CCOC-3-3 3,0%
    CCOC-4-3 4,0%
    CCOC-3-5 3,0%
    CC-5-V 3,0%
    CDEU-2-F 5,0%
    CDEU-3-F 5,0%
    CDEU-5-F 8,0%

Claims (9)

  1. Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel I
    Figure 00470001
    enthält, worin R H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-,
    Figure 00470002
    -C≡C-, -CO-, -CO-O-, -C-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
    Figure 00470003
    Y F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkoxy, halogeniertes Alkenyl, halogeniertes Alkylalkoxy oder halogeniertes Alkenyloxy mit bis zu 7 C-Atomen bedeuten, und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII und IX enthält,
    Figure 00480001
    Figure 00490001
    worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben: R0: n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 7 C-Atomen, X0: F, Cl, halogeniertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen, Z0: -C4H8-, -CF2O-, -OCF2-, -CF=CF- oder -C2F4-, Y1, Y2, Y3, und Y4: jeweils unabhängig voneinander H oder F, r: 0 oder 1, und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln Xa bis Xf
    Figure 00500001
    enthält, worin Alkyl und Alkyl* jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen und Alkenyl und Alkenyl* jeweils unabhängig voneinander ein 1E- bzw. 3E-Alkenylrest mit 2-8 C-Atomen bedeuten, mit der Maßgabe, daß das Medium mindestens eine Verbindung der Formel I enthält, worin
    Figure 00510001
    L1, L2 und Y jeweils F, und R geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen bedeuten.
  2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis IX zusammen im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt.
  3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch 5 bis 50 Gew.-% beträgt.
  4. Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IX im Gesamtgemisch 20 bis 80 Gew.-% beträgt.
  5. Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel E1
    Figure 00520001
    enthält, worin R0, X0 und Y2 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
  6. Medium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß X0 F oder OCF3 und Y2 H oder F bedeuten.
  7. Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der Formel IVa
    Figure 00520002
    enthält, worin R0 und X0 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
  8. Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der Formeln I1 bis I32 und I34 bis I60,
    Figure 00530001
    Figure 00540001
    Figure 00550001
    Figure 00560001
    Figure 00570001
    Figure 00580001
    Figure 00590001
    Figure 00600001
    worin Alkyl ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen und Alkenyl ein 1-E- bzw. 3-E-Alkenylrest mit 2-8 C-Atomen ist, enthält.
  9. Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 für elektrooptische Zwecke.
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