DE102006023335A1

DE102006023335A1 - Flüssigkristallmedium und elektrooptische Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE102006023335A1
Application number: DE102006023335A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Wittek; Lars Dr. Lietzau; Eike Dr. Poetsch; Markus Dr. Czanta
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: DE102006023335B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft flüssigkristalline Medien mit einer nematischen Phase, charakterisiert dadurch, daß es eine oder mehrere Verbindungen der Formel I DOLLAR F1 enthält, worin die Parameter die im Text angegebene Bedeutung besitzen, die Verwendung der Medien in elektrooptischen Anzeigen sowie elektrooptische Anzeigen, die diese Medien enthalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft flüssigkristalline Medien mit einer nematischen Phase. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Flüssigkristallanzeigen, insbesondere mittels einer aktiven Matrix angesteuerte Flüssigkristallanzeigen (AMDs oder AM LCDs nach Englisch „active matrix addressed liquid crystal displays") und ganz besonders Anzeigen zur Darstellung bewegter Bilder, wie z. B. Computermonitore oder Fernsehbildschirme.

In derartigen Flüssigkristallanzeigen werden die Flüssigkristalle als Dielektrika verwendet, deren optische Eigenschaften sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung reversibel ändern. Elektrooptische Anzeigen, die Flüssigkristalle als Medien verwenden sind dem Fachmann bekannt. Diese Flüssigkristallanzeigen verwenden verschiedene elektrooptische Effekte. Die gebräuchlichsten hiervon sind der TN-Effekt (Englisch „twisted nematic", mit einer homogenen, nahezu planaren Ausgangsorientierung der Flüssigkristalle und einer um ca. 90° verdrillten nematischen Struktur), der STN-Effekt (Englisch „supertwisted nematic") und der SBE-Effekt (Englisch „supertwisted birefringence effect"). Bei diesen und ähnlichen elektrooptischen Effekten werden flüssigkristalline Medien mit positiver dielektrischer Anisotropie (Δε) verwendet.

Neben den genannten elektrooptischen Effekten, welche Flüssigkristallmedien mit positiver dielektrischer Anisotropie benötigen, gibt es andere elektrooptische Effekte welche Flüssigkristallmedien mit negativer dielektrischer Anisotropie verwenden, wie z. B. der ECB-Effekt (Englisch „electrically controlled birefringence") und seine Unterformen DAP (Englisch „deformation of aligned phases"), VAN (Englisch „vertically aligned nematics") und CSH (Englisch „color super homeotropic).

Ein elektrooptischer Effekt mit hervorragender, kleiner Blickwinkelabhängigkeit des Kontrasts verwendet axial symmetrische Mikropixel (ASM von Englisch „axially symmetric micro pixel"). Bei diesem Effekt ist der Flüssigkristall jedes Pixels zylinderförmig von einem Polymermaterial umgeben. Dieser Mode eignet sich besonders zur Kombination mit der Adressierung durch Plasmakanäle. So lassen sich insbesondere großflächige PA LCDs (Englisch „plasma addressed) mit guter Blickwinkelabhängigkeit des Kontrasts realisieren.

Der in letzter Zeit verstärkt eingesetzte IPS-Effekt (Englisch „in plane switching) kann sowohl dielektrisch positive wie auch dielektrisch negative Flüssigkristallmedien verwenden, ähnlich wie auch „guest/host"-Anzeigen also Gast/Wirt-Anzeigen, die Farbstoffe je nach verwandtem Anzeigemodus entweder in dielektrisch positiven oder in dielektrisch negativen Medien einsetzen können.

Da bei Anzeigen im allgemeinen, also auch bei Anzeigen nach diesen Effekten, die Betriebsspannung möglichst gering sein soll, werden Flüssigkristallmedien mit relativ großer dielektrischer Anisotropie eingesetzt, die in der Regel überwiegend und meist sogar weitestgehend aus Flüssigkristallverbindungen mit der entsprechenden dielektrischen Anisotropie bestehen. Also, bei dielektrisch positiven Medien aus Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie und bei dielektrisch negativen Medien aus Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie. Bei den jeweiligen Arten von Medien (dielektrisch positiv bzw. dielektrisch negativ) werden typischer Weise kaum oder gar keine Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie mit zum Vorzeichen der dielektrischen Anisotropie des Medium entgegengesetzten Vorzeichen eingesetzt.

Die Medien gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten jedoch bevorzugt Verbindungen mit nur gemäßigt positiver dielektrischer Anisotropie und, in der Regel, nennenswerte Mengen an dielektrisch neutralen Flüssigkristallverbindungen. Diese erlauben die Realisierung niedriger Viskositäten (η) und insbesondere niedriger Rotationsviskositäten (γ₁), die für die resultierenden Schaltzeiten ausschlaggebend sind. Um möglichst niedrige Viskositäten zu realisieren werden die Verbindungen mit einer relativ großen dielektrischen Anisotropie (positiv oder negativ) in möglichst geringen Konzentrationen eingesetzt, die gerade noch zum Erreichen der gewünschten Betriebsspannung ausreichen.

Bei einigen Anwendungsgebieten wird eine relativ hohe Konzentration an Verbindungen mit einer großen dielektrischen Anisotropie eingesetzt. Derartige Medien enthalten bevorzugt große Konzentrationen an dielektrisch neutralen Verbindungen mit sehr niedrigen Werten der Viskositäten, insbesondere der Rotationsviskosität.

Eine Ausnahme bilden hier flüssigkristalline Medien für MIM-Anzeigen (Englisch „metal insultator metal") [J.G. Simmons, Phys. Rev. Vol 155 No. 3, pp. 657-660; K. Niwa et al., SID 84 Digest, pp. 304-307, June (1984)] bei denen die Flüssigkristallmedien mit einer aktiven Matrix aus Dünnfilmtransistoren angesteuert werden. Bei dieser Art von Ansteuerung, welche die nicht lineare Kennlinie der Diodenschaltung ausnutzt, kann im Gegensatz zu TFT-Anzeigen kein Speicherkondensator gemeinsam mit den Elektroden der Flüssigkristallanzeigeelemente (Pixeln) aufgeladen werden. Somit ist zur Verminderung des Effekts des Spannungsabfalls während des Ansteuerzyklus ein möglichst großer Grundwert der Dielektrizitätskonstante erforderlich. Bei dielektrisch positiven Medien wie sie z. B. bei MIM-TN-Anzeigen eingesetzt werden, muß also die Dielektrizitätskonstante senkrecht zur Molekülachse (ε_⊥) möglichst groß sein, da sie die Grundkapazität des Pixels bestimmt. Hierzu werden wie in WO 93/01253, EP 0 663 502 und DE 195 21 483 in den dielektrisch positiven Flüssigkristallmedien, neben dielektrisch positiven Verbindungen, Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie eingesetzt.

Eine weitere Ausnahme bilden STN-Anzeigen in denen z. B. nach DE 41 00 287 , in der dielektrisch positive Flüssigkristallmedien mit dielektrisch negativen Flüssigkristallverbindungen eingesetzt werden um die Steilheit der elektrooptischen Kennlinie zu erhöhen.

Die Bildpunkte der Flüssigkristallanzeigen können direkt angesteuert werden, zeitsequentiell, also im Zeitmultiplexverfahren oder mittels einer Matrix von aktiven, elektrisch nichtlinearen Elementen angesteuert werden.

Die bislang gebräuchlichsten AMDs verwenden diskrete aktive elektronische Schaltelemente, wie z. B. dreipolige Schaltelemente wie MOS (Metal Oxide Silicon) Transistoren oder Dünnfilmtransistoren (TFTs von Englisch Thin Film Transistors) oder Varistoren oder zweipolige Schaltelemente wie z. B. MIM (Metall Insulator Metal) Dioden, Ringdioden oder "Back to back"-Dioden. Bei den TFTs werden verschiedene Halbleitermaterialien, überwiegend Silizium oder auch Cadmiumselenid, verwendet. Insbesondere wird amorphes Silizium oder polykristallines Silizium verwendet.

Derartige Anzeigen müssen kleine bis sehr kleine Schaltzeiten aufweisen, insbesondere, wenn sie zur Wiedergabe von bewegten Bildern, wie z. B. von Videosignalen verwendet werden sollen. Gleichzeitig sollen sie eine ausreichend niedrige Betriebsspannung und einen ausreichend großen Arbeitstemperaturbereich aufweisen, sowie über eine gute Zuverlässigkeit (Englisch „reliability") verfügen, also eine lange Lebensdauer der Anzeigen und deren sicheren Betrieb unter anspruchsvollen Umweltbedingungen erlauben. Hierzu werden insbesondere flüssigkristalline Medien benötigt, die möglichst wenige ionische Verunreinigungen enthalten und die ionische Verunreinigungen nicht gut lösen, bzw. in denen diese Verunreinigungen nicht dissoziieren. Außerdem sollte die Wechselwirkung mit dem Kleber, der die Substrate der Anzeige zusammenhält, bzw. das Fülloch verschließt möglichst gering sein. Hierzu sind insbesondere relativ unpolare Verbindungen geeignet. Also sind Verbindungen mit terminalen -CN- oder -NCS-Gruppen möglicht sparsam einzusetzen und bevorzugt ganz zu vermeiden. Des weitern sind Ester und Ether allgemein nicht bevorzugt. Insbesondere phenolische Ester und Ether.

Für eine ausreichend niedrige Betriebsspannung werden Materialien mit entsprechender dielektrischer Anisotropie Δε benötigt. Derartige Medien haben aber meist große Viskositäten und führen somit eher zu schlechten Schaltzeiten. Zur Verringerung der Schaltzeiten der Anzeigen werden jedoch dielektrisch neutrale Verbindungen eingesetzt. Diese müssen extrem niedrige Rotationsviskositäten aufweisen, damit sie in relativ geringen Mengen eingesetzt die Viskositäten der Medien effektiv erniedrigen.

Auch die Forderung nach einem breiten Arbeitstemperaturbereich steht im Widerspruch zur Forderung nach kleinen Schaltzeiten, da die obere Grenze des Arbeitstemperaturbereichs durch den Klärpunkt des Flüssigkristallmediums bestimmt wird und dieser bei Medien besonders dann hoch ist, wenn die Medien Verbindungen enthalten, die mehrere, meist drei oder vier, meist sechsgliedrige, Ringe, enthalten, die in der Regel selbst eine große Viskosität haben und in den Medien eher zu großen Viskositäten führen.

Somit ist ersichtlich, daß ein Bedarf an Flüssigkristallmedien insbesondere mit positiver dielektrischer Anisotropie und sehr geringer Rotationsviskosität besteht.

Die erfindungsgemäßen sind Flüssigkristallmedien enthalten eine Komponente A die aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel I

besteht, worin
R¹ Wasserstoff, Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7, bevorzugt 1 bis 5 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkinyl oder Alkinyloxy mit 2 bis 7, bevorzugt 2 bis 5 C-Atomen, wobei bei allen sechs Arten von Gruppen jeweils eine, zwei oder mehr der vorhandenen -CH₂-Gruppen durch -O-, -C=O- oder -S- ersetzt sein können, wobei jedoch keine zwei O-Atome direkt miteinander verbunden sind und alle sechs Arten von Gruppen optional durch Halogen, bevorzugt durch Fluor substituiert sein können, bevorzugt Alkyl, oder Alkenyl,
Z¹ -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -CF₂-O-, -COO-. -OCO- oder eine Einfachbindung, bevorzugt -CF₂-O-, -COO- oder eine Einfachbindung, besonders bevorzugt -CF₂-Ooder eine Einfachbindung,
X¹ Halogen, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2 C-Atomen oder fluoriertes Alkenyl, Alkenyloxy, oder Oxaalkyl mit 2 bis 4, bevorzugt 2 bis 3 C-Atomen, bevorzugt F, Cl oder OCF₃, besonders bevorzugt Cl und
Y¹¹ und Y¹², jeweils unabhängig voneinander, H oder F, bevorzugt Y¹² H und Y¹¹ H oder F, besonders bevorzugt beide H
bedeuten.

Hier, wie in der gesamten vorliegenden Anmeldung, bedeutet, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, der Begriff Verbindungen sowohl eine Verbindung, als auch mehrere Verbindungen.

Durch die vorliegende Erfindung werden Flüssigkristallmedien mit besonders guten Eigenschaften realisiert. Diese enthalten flüssigkristalline Medien mit einer nematischen Phase charakterisiert dadurch, daß die Medien einen Klärpunkt von 70°C oder mehr, eine Doppelbrechung bei 20°C und 599 nm von 0,15 oder weniger eine dielektrische Anisotropie im Bereich von jeweils einschließlich 0,5 bis 11,0 und eine Rotationsviskosität von 100 mPa·s oder weniger, bevorzugt von 90 mPa·s oder weniger und besonders bevorzugt von 80 mPa·s oder weniger aufweisen.

Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien in einer TN-Anzeige bei 20°C und einer optischen Verzögerung im Bereich von 0,25 μm bis 0,50 μm eine Schwellenspannung von 2,0 V oder weniger, besonders bevorzugt von 1.80 V oder weniger auf und sind somit besonders geeignet für Treiber mit 5 V beziehungsweise mit 4 V Betriebsspannung.

Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien

a) 1 bis 28 %, bevorzugt 1 bis 20 %, besonders bevorzugt 2 bis 16 % und ganz besonders bevorzugt 3 bis 12 %, einer Komponente A, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel I,
b) 10 bis 70 %, bevorzugt 15 bis 65 %, besonders bevorzugt 20 bis 60 % und ganz besonders bevorzugt 25 bis 55 %, einer Komponente B, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 10,5,
c) 1 bis 60 %, bevorzugt 4 bis 33 %, besonders bevorzugt 6 bis 29 % und ganz besonders bevorzugt 11 bis 26 % einer Komponente C, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von mehr als 2,0 bis 10,5 und
d) 5 bis 80 %, bevorzugt 20 bis 55 %, besonders bevorzugt 25 bis 50 % und ganz besonders bevorzugt 30 bis 45 % einer Komponente D, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,0 bis 2,0.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien

a) 1 bis 12 %, bevorzugt 2 bis 9 % und besonders bevorzugt 2 bis 7 %, einer Komponente A, bestehend aus Verbindungen der Formel I,
b) 39 bis 56 %, bevorzugt 41 bis 53 % und besonders bevorzugt 44 bis 51 %, einer Komponente B, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 10,5,
c) 5 bis 22 %, bevorzugt 10 bis 20 % und besonders bevorzugt 12 bis 18 % einer Komponente C, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von mehr als 2,0 bis 10,5 und
d) 22 bis 52 %, bevorzugt 26 bis 43 % und besonders bevorzugt 30 bis 39 % einer Komponente D, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,0 bis 2,0.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien

a) 4 bis 25 %, bevorzugt 5 bis 15 % und besonders bevorzugt 6 bis 12 %, einer Komponente A, bestehend aus Verbindungen der Formel I,
b) 15 bis 45 %, bevorzugt 20 bis 38 % und besonders bevorzugt 22 bis 33 %, einer Komponente B, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 10,5,
c) 10 bis 33 %, bevorzugt 15 bis 30 % und besonders bevorzugt 20 bis 25 % einer Komponente C, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von mehr als 2,0 bis 10,5 und
d) 30 bis 55 %, bevorzugt 35 bis 50 % und besonders bevorzugt 38 bis 44 % einer Komponente D, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,0 bis 2,0.

Die Verbindungen der Formel I werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln I-1 bis I-3

worin die Parameter die oben unter Formel I gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R¹ Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen und
X¹ F, Cl, -CF₃ oder -OCF₃, bevorzugt Cl
bedeuten.

Bevorzugt enthalten die Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen der Formeln I-1 und/oder I-3 besonders bevorzugt der Formel I-1.

Bevorzugt enthält die Komponente B der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen der Formel II, besonders bevorzugt besteht sie überwiegend aus diesen Verbindungen und ganz besonders bevorzugt besteht sie nahezu ausschließlich aus diesen Verbindungen

bedeuten und
R², Y²¹ bis Y²⁴ und X², jeweils die oben bei Formel I für die entsprechenden Parameter R¹, Y¹¹ bis Y¹⁴ und X¹ gegebene Bedeutung haben, bevorzugt Y²¹ bis Y²³ H, und Y²⁴ F und X² OCF₃ oder F, bevorzugt F,
Z² eine Einfachbindung, -COO-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -CF₂-O- oder -O-CF₂-, bevorzugt eine Einfachbindung, -CF₂-O- oder -COO- und
n 1 oder 2
bedeuten.

Hier, wie in der gesamten vorliegenden Anmeldung, bedeutet, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, der Ausdruck „Verbindungen enthalten" bevorzugt zu 10 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 20 % oder mehr und ganz besonders bevorzugt zu 30 % oder mehr, aus diesen Verbindungen bestehen, der Ausdruck „überwiegend aus Verbindungen bestehen" bevorzugt zu 50 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 60 % oder mehr und ganz besonders bevorzugt zu 70 % oder mehr, aus diesen Verbindungen bestehen und der Ausdruck „nahezu ausschließlich aus Verbindungen bestehen" bevorzugt zu 80 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 90 % oder mehr und ganz besonders bevorzugt zu 95 % oder mehr, aus diesen Verbindungen bestehen.

Die Verbindungen der Formel II werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II-1 bis II-4

worin
die Parameter die oben bei Formel II gegebene Bedeutung haben, und bevorzugt
R² Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen,
X² OCF₃ oder F,
Y²¹ bis Y²⁶ H oder F, bevorzugt mindestens einer von Y²¹ bis Y²⁶ F und besonders bevorzugt Y²¹ F, und besonders bevorzugt, wenn vorhanden, höchstens fünf, bevorzugt höchstens vier F,
im Falle X² gleich F bevorzugt zwei oder mehr, besonders bevorzugt mindestens Y²¹ und Y²², F,
im Falle X² gleich -OCF₃ bevorzugt einer oder mehr, besonders bevorzugt mindestens Y²¹, F und
Z² eine Einfachbindung, -COO-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -O-CO-, -CF₂-O- oder -O-CF₂-, bevorzugt eine Einfachbindung, -COO-, oder -CF₂-O-, besonders bevorzugt -COO-
bedeuten.

Die Verbindungen der Formel II-1 werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II-1a bis II-1c

worin die Parameter die oben unter Formel II gegebene Bedeutung haben, bevorzugt X² F bedeutet.

Die Verbindungen der Formel II-2 werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II-2a bis II-2e

worin die Parameter die oben unter Formel II gegebene Bedeutung haben, und X² bevorzugt F und alternativ, insbesondere bei Formel II-2b X² bevorzugt F bedeutet.

Die Verbindungen der Formel II-3 werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II-3a bis II-3d

worin die Parameter die oben unter Formel II gegebene Bedeutung haben und X² bevorzugt F bedeutet.

Bevorzugt enthält die Komponente C der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III, besonders bevorzugt besteht sie überwiegend aus diesen Verbindungen und ganz besonders bevorzugt besteht sie nahezu ausschließlich aus diesen Verbindungen

worin

und
n 0 oder 1
bedeutet und
R³, Y³¹, Y³² und X³, jeweils die oben bei Formel I für die entsprechenden Parameter R¹, Y¹¹, Y¹² und X¹ gegebene Bedeutung haben, bevorzugt
R³ Alkyl oder Alkenyl,
Z³¹ und Z³², jeweils voneinander unabhängig, eine Einfachbindung, -COO-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -CF₂-O- oder -O-CF₂-, bevorzugt eine Einfachbindung, -CF₂-O- oder -COO-, bevorzugt mindestens eine von Z³¹ und Z³², bevorzugt Z³², eine Einfachbindung,
X³ F, -CF₃ oder -OCF₃ und
Y³¹ und Y³², jeweils unabhängig voneinander, H oder F
bedeuten und
im Fall X³ F bevorzugt mindestens einer von Z³¹ und Z³², bevorzugt Z³¹ F bedeutet und
im Fall X³ F Z³¹ und Z³² bevorzugt Z³¹ H bedeuten und
Verbindungen der Formel II ausgeschlossen sind.

Die Verbindungen der Formel III werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln III-1 bis III-3

worin die Parameter die oben bei Formel III gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R³ Alky oder Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 5 C-Atomen,
Z³¹ -CF₂-CF₂- oder eine Einfachbindung,
X³ F, -CF₃, -OCF₃ und
Y³¹ F oder H
in Formel III-2 und III-3 im Falle X³ gleich F Y³¹ bevorzugt F
und insbesondere bevorzugt
R³ Alkyl oder Alkenyl und
bei Formel III-1
Z³¹ eine Einfachbindung und
X³ -CF₃,
bei Formeln III-2
X³ F und Y³¹ F oder H und R³ H oder Alkenyl
oder
X³ -OCF₃, und Y³¹ H
bei Formel III-3
X³ und Y³¹ beide F
bedeuten.

Bevorzugt enthält die Komponente D der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV, besonders bevorzugt besteht sie überwiegend aus diesen Verbindungen und ganz besonders bevorzugt besteht sie nahezu ausschließlich aus diesen Verbindungen

worin
R⁴¹ und R⁴², jeweils unabhängig voneinander, die in Anspruch 1 für R¹ gegebene Bedeutung haben und
R⁴¹ bevorzugt Alkenyl,

Z⁴ eine Einfachbindung, -CH=CH-, -CH₂-CH₂- oder -CF₂-CF₂-, bevorzugt eine Einfachbindung
bedeuten, wobei Verbindungen der Formel III ausgeschlossen sind

Die Verbindungen der Formel IV werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln IV-1 bis IV-3, bevorzugt IV-1 und IV-3, besonders bevorzugt und IV-1

worin die Parameter die oben bei Formel IV gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R⁴¹ Alkyl oder Alkenyl,
R⁴² Alkyl, Alkenyl, bei Formel IV-2 auch F,
Z⁴ -CH₂-CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-O- oder eine Einfachbindung, bevorzugt -CF₂-CF₂- oder eine Einfachbindung,
bedeuten.

Bevorzugt sind ferner Flüssigkristallmedien, bei denen Komponente D zusätzlich oder alternativ zu den Verbindungen der Formel IV eine oder mehrere Verbindungen der Formel V

enthält, worin
R⁵¹, R⁵² und Y⁵, jeweils unabhängig voneinander, die oben bei Formel I für R¹ bzw. Y¹¹ gegebene Bedeutung haben und
R⁵¹ bevorzugt Alkyl oder Alkenyl,

Z⁵ eine Einfachbindung, -CH=CH-, -CH₂-CH₂-, -CF₂-CF₂- oder -CF₂-O-, bevorzugt eine Einfachbindung und
Y⁵ H oder F, bevorzugt H,
bedeuten.

Die Verbindungen der Formel V werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln V-1 bis V-5

worin die Parameter die oben bei Formel V gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R⁵¹ und R⁵², jeweils voneinander unabhängig, Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 5 C-Atomen, R⁵² bevorzugt Alkyl
bedeuten.

Bevorzugt beträgt der gesamte Anteil an Verbindungen mit einem Dioxanring und der Verbindungen mit einem terminal Cyano-substituierten aromatischen Ring in den erfindungsgemäßen Medien jeweils 10 % oder weniger und besonders bevorzugt 5 % oder weniger. Ganz besonders bevorzugt ist der gesamte Anteil der beiden Verbindungstypen zusammen 7 % oder weniger und bevorzugt 3 % oder weniger.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Flüssigkristallmediums in einer elektrooptischen Anzeige, ebenso wie eine Elektrooptische Anzeige enthaltend ein erfindungsgemäßes Flüssigkristallmedium, insbesondere eine Elektrooptische Anzeige, die durch eine Matrix von aktiven Schaltelementen angesteuert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung

a) eine oder mehrere dielektrisch positive Verbindungen der Formel I,
b) eine oder mehrere dielektrisch positive Verbindungen der Formel II
c) eine oder mehrere dielektrisch positive Verbindungen der Formel III und optional
d) eine oder mehrere dielektrisch neutrale Verbindung der Formel IV.

Besonders bevorzugt enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-3b-i, II-3b-ii, II-3c-i und II-3c-ii, II-3d-i und II-3d-ii

worin R² die oben unter Formel II gegebene Bedeutung hat und bevorzugt Alkyl oder Alkenyl bedeutet.

Besonders bevorzugt enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-3b-i, II-3b-ii, II-3c-ii, II-3d-i und II-3d-ii, besonders bevorzugt der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-3b-i, II-3b-ii und II-3d-i.

Besonders bevorzugt enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IV-1a bis IV-1g und/oder IV-2a bis IV-2c und/oder IV-3a bis IV-3c, besonders bevorzugt IV-1b und/oder IV-1c und/oder IV-3c,

worin

Alkyl	Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt mit 1 bis 3 C-Atomen, bevorzugt n-Alkyl,
Alkoxy	Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit geradkettiger Alkylkette, bevorzugt mit 1 bis 3 C-Atomen und
Alkenyl	Alkenyl, mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5, besonders bevorzugt mit 2 oder 3 C-Atomen, besonders bevorzugt 1-E-Alkenyl, besonders bevorzugt Vinyl

bedeuten.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien insgesamt bezogen auf die Gesamtmischung
1 % bis 35 % an Verbindungen der Formel I,
10 % bis 60 % an Verbindungen der Formel II,
4 % bis 32 % an Verbindungen der Formel III,
10 % bis 60 % an Verbindungen der Formel IV,
0 % bis 15 % an Verbindungen der Formel V und bevorzugt insgesamt mehr als 80 %, bevorzugt 80 % bis 100 %, bevorzugt 90 % bis 100 an Verbindungen der Formeln I bis V.

Hierbei werden die einzelnen Verbindungen, in der Regel, in Konzentrationen von 1 % bis 30 % bevorzugt von 2 % bis 20 % und besonders bevorzugt von 4 % bis 16 % eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Flüssigkristallmedien insbesondere bevorzugt insgesamt
5 % bis 25 % an Verbindungen der Formel I,
15 % bis 50 % an Verbindungen der Formel II,
7 % bis 27 % an Verbindungen der Formel III,
15 % bis 52 % an Verbindungen der Formel IV und
0 % bis 10 %, bevorzugt 0 % bis 5 % an Verbindungen der Formel V.

Ganz besonders bevorzugt enthalten die Flüssigkristallmedien in dieser Ausführungsform insgesamt 90 % bis 100 % an Verbindungen der Formeln I bis V, bevorzugt der Formeln I, II und IV.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die mit den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen identisch sein kann und bevorzugt identisch ist, enthalten die Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln I, II und III-1. Ganz besonders bevorzugt enthalten die Medien jeweils eine oder mehrere Verbindungen von zwei von drei dieser Formeln, bevorzugt von allen drei dieser Formeln.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die ebenfalls mit den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen identisch sein kann und bevorzugt identisch ist, enthalten die Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln
I-1, worin bevorzugt X¹ Cl bedeutet, I-3, worin X¹ F bedeutet,
II-1, worin bevorzugt Z² -COO-, Y²¹ bis Y²³ H, Y²⁴ Fund X² -OCF3 bedeutet,
II-2, worin bevorzugt Z² -COO- und Y²¹ bis Y²³ und X² F bedeuten,
II-2b, worin bevorzugt X² F bedeutet,
IV-1, worin bevorzugt Z⁴ eine Einfachbindung, und R⁴¹ n-Alkyl und R⁴² Alkyl, bevorzugt n-Alkyl, Alkoxy oder Alkenyl bedeutet.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien weisen bevorzugt nematische Phasen von jeweils mindestens von –20°C bis 80°C, bevorzugt von – 30°C bis 80°C und ganz besonders bevorzugt von –40°C bis 90°C auf. Hierbei bedeutet der Begriff eine nematische Phase aufweisen einerseits, daß bei tiefen Temperaturen bei der entsprechenden Temperatur keine smektische Phase und keine Kristallisation beobachtet wird und andererseits, daß beim Aufheizen aus der nematischen Phase noch keine Klärung auftritt. Die Untersuchung bei tiefen Temperaturen wird durch Lagerung in Testzellen, einer der elektrooptischen Anwendung entsprechenden Schichtdicke, bei der entsprechenden Temperatur durchgeführt. Dabei werden die Zellen mindestens 500 h, bevorzugt 1.000 h, gelagert. Der Klärpunkt wird nach üblichen Methoden in Kapillaren gemessen.

Ferner sind die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien durch niedrige optische Anisotropien gekennzeichnet. Die Doppelbrechungswerte sind kleiner oder gleich 0,150, bevorzugt kleiner oder gleich 0,120 und ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,110 und in eineigen Fällen kleiner oder gleich 0,100.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien haben sehr niedrige Rotationsviskositäten. Diese sind kleiner oder gleich 90 mPa·s, bevorzugt kleiner oder gleich 80 mPa·s, bevorzugt kleiner oder gleich 70 mPa·s; besonders bevorzugt kleiner oder gleich 65 mPa·s und ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich 60 mPa·s.

Außerdem weisen die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien Werte für die Schwellenspannung (V₁₀) von kleiner oder gleich 2,5 V, bevorzugt kleiner oder gleich 2,0 V, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1,8 V und ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1,6 V auf und sind somit besonders gut geeignet für 5 V-Treiber und bevorzugt für 4 V-Treiber.

Diese bevorzugten Werte für die einzelnen physikalischen Eigenschaften werden auch jeweils miteinander kombiniert eingehalten. So weisen erfindungsgemäße Medien insbesondere die folgenden Eigenschaftskombinationen auf:

wobei hier, wie in der gesamten Anmeldung, "≤" kleiner oder gleich sowie "≥" größer oder gleich bedeuten.

Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung sind bei Lagerung bei einer Temperatur von –20°C für 500 h oder mehr, bevorzugt für 1.000 h stabil, bevorzugt bei Lagerung bei –30°C für 250 h oder mehr, besonders bevorzugt für 500 h oder mehr und ganz besonders bevorzugt für 1.000 h oder mehr und insbesondere bevorzugt bei Lagerung bei – 40°C für 168 h oder mehr, bevorzugt für 250 h oder mehr und besonders bevorzugt für 500 h oder mehr in Zellen und/oder im Bulk bevorzugt im Bulk.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das flüssigkristalline Medium

– eine oder mehrerer Verbindungen der Formel I, bevorzugt der Formel I-1 und/oder I-3, bevorzugt I-1 worin besonders bevorzugt X¹ Cl bedeutet und/oder
– eine oder mehrerer Verbindungen der Formel II, bevorzugt der Formel II-2, bevorzugt der Formel II-2c, worin besonders bevorzugt X² F bedeutet und/oder
– eine oder mehrerer Verbindungen der Formel IV, bevorzugt der Formel IV-1, bevorzugt der Formel IV-1b, worin besonders bevorzugt Alkyl eine Gruppe ausgewählt aus der Gruppe der Reste Ethyl, n-Propyl, n-Butyl und n-Pentyl und Alkenyl eine Gruppe ausgewählt aus der Gruppe der Reste Vinyl und 1-E-Propenyl, besonders bevorzugt eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel IV worin die Paare (Alkyl, Alkenyl) ausgewählt sind aus (n-Propyl, Vinyl), (n-Propyl, 1-E-Propenyl), (n-Butyl, Vinyl) und (n-Pentyl, Vinyl) hierbei gilt: – besonders bevorzugt enthält das Medium einer Verbindung der Formel IV-1b worin das Paar (Alkyl, Alkenyl) (n-Butyl, Vinyl) bedeutet, – Ganz besonders bevorzugt enthält das Medium zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, Verbindungen der Formel IV-1b.

Der Ausdruck "Alkyl" umfaßt vorzugsweise geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 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" umfaßt vorzugsweise geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit 2-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind C_2-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 weiterer 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 der gleichen. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.

Der Ausdruck "Fluoralkyl" umfaßt vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigem 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", bzw. Alkoxyalkyl umfaßt vorzugsweise geradkettige Reste der Formel C_nH2_n+1-O-(CH₂)_m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6.

In der vorliegenden Anmeldung bedeuten die Begriffe dielektrisch positive Verbindungen solche Verbindungen mit einem Δε > 1,5, dielektrisch neutrale Verbindungen solche mit –1,5 ≤ Δε ≤ 1,5 und dielektrisch negative Verbindungen solche mit Δε < –1,5. Hierbei wird die dielektrische Anisotropie der Verbindungen bestimmt indem 10 % der Verbindungen in einem flüssigkristallinen Host gelöst werden und von dieser Mischung die Kapazität in mindestens jeweils einer Testzelle mit 10 μm Dichte mit homeotroper und mit homogener Oberflächenorientierung bei 1 kHz bestimmt wird. Die Meßspannung beträgt typischerweise 0,5 V bis 1,0 V, jedoch stets weniger als die kapazitive Schwelle der jeweiligen Flüssigkristallmischung.

Als Hostmischung wird für dielektrisch positive Verbindungen ZLI-4792 und für dielektrisch neutrale sowie dielektrisch negative Verbindungen ZLI-3086, beide von Merck KGaA, Deutschland, verwendet. Aus der Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Hostmischung nach Zugabe der zu untersuchenden Verbindung und Extrapolation auf 100 % der eingesetzten Verbindung werden die Werte für die jeweilige zu untersuchende Verbindung erhalten.

Der Begriff Schwellenspannung bezieht sich üblicherweise auf die optische Schwelle für 10 % relativen Kontrast (V₁₀).

Für die kapazitive Schwellenspannung (V₀) wird in der vorliegenden Anmeldung der Begriff Freedericksz-Schwelle verwendet, sofern nicht explizit anders angegeben.

Alle Konzentrationen in dieser Anmeldung, soweit nicht explizit anders vermerkt, sind in Massenprozent angegeben und beziehen sich auf die entsprechende Gesamtmischung. Alle physikalischen Eigenschaften werden und wurden nach „Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland bestimmt und gelten für eine Temperatur von 20°C, sofern nicht explizit anders angegeben. Δn wird bei 589 nm und Δε bei 1 kHz bestimmt. Die Schwellenspannungen sowie die anderen elektrooptischen Eigenschaften wurden in bei Merck KGaA, Deutschland, hergestellten Testzellen unter Verwendung von weißem Licht mit einem kommerziellen Meßgerät der Fa. Otsuka, Japan, bestimmt. Hierzu wurden Zellen je nach Δn der Flüssigkristalle mit einer Dicke entsprechend einer optischen Verzögerung d·Δn der Zellen von ca. 0,50 μm gewählt. Die Zellen wurden im sogenannten normal hellen Modus (Englisch "normally white mode") mit zu parallelen Polarisatoren betrieben. Die charakteristischen Spannungen wurden alle bei senkrechter Beobachtung bestimmt. Die Schwellenspannung wurde als V₁₀ für 10 % relativen Kontrast angegeben, die Mittgrauspannung V₅₀ für 50 % relativen Kontrast und die Sättigungsspannung V₉₀ für 90 % relativen Kontrast.

Bei den Flüssigkristallmedien mit negativer dielektrischer Anisotropie wurde die Schwellenspannung als kapazitive Schwelle V₀ (auch Freedericksz-Schwelle genannt) in Zellen mit durch Lecithin homeotrop orientierter Flüssigkristallschicht bestimmt.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien können bei Bedarf auch weitere Zusatzstoffe und gegebenenfalls auch chirale Dotierstoffe in den üblichen Mengen enthalten. Die eingesetzte Menge dieser Zusatzstoffe beträgt insgesamt 0 % bis 10 % bezogen auf die Menge der gesamten Mischung bevorzugt 0,1 % bis 6 %. Die Konzentrationen der einzelnen eingesetzten Verbindungen betragen bevorzugt 0,1 bis 3 %. Die Konzentration dieser und ähnlicher Zusatzstoffe wird bei der Angabe der Konzentrationen sowie der Konzentrationsbereiche der Flüssigkristallverbindungen in den Flüssigkristallmedien nicht berücksichtigt.

Die Zusammensetzungen bestehen aus mehreren Verbindungen, bevorzugt aus 3 bis 30, besonders bevorzugt aus 4 bis 20 und ganz besonders bevorzugt aus 5 bis 16 Verbindungen, die auf herkömmliche Weise gemischt werden. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in den, den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßigerweise bei erhöhter Temperatur. Liegt die gewählte Temperatur über dem Klärpunkt des Hauptbestandteils, so ist die Vervollständigung des Lösungsvorgangs besonders leicht zu beobachten. Es ist jedoch auch möglich, die Flüssigkristallmischungen auf anderen üblichen Wegen, z. B. unter Verwendung von Vormischungen oder aus einem sogenannten "Multi Bottle" Systemen herzustellen.

Mittels geeigneter Zusatzstoffe können die erfindungsgemäßen Flüssigkristallphasen derart modifiziert werden, daß sie in jeder bisher bekannt gewordenen Art von TN-Anzeige und insbesondere von AMD LCDs einsetzbar sind.

Die nachstehenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. In den Beispielen sind der Schmelzpunkt T(C,N), der Übergang von der smektischen (S) zur nematischen (N) Phase T(S,N) und Klärpunkt T(N,I) einer Flüssigkristallsubstanz in Grad Celsius angegeben. Die Prozentangaben sind, soweit nicht explizit anders gekennzeichnet, vor- und nachstehend Massenprozente und die physikalischen Eigenschaften sind die Werte bei 20 °C, sofern nicht explizit anders angegeben.

Alle angegebenen Werte für Temperaturen in dieser Anmeldung sind °C und alle Temperaturdifferenzen entsprechend Differenzgrad, sofern nicht explizit anders angegeben.

Die Rotationsviskosität wurde mittels eines um eine Flüssigkristallprobe in einem NMR-Röhrchen rotierenden Permanentmagneten bei einer Temperatur von 20°C bestimmt. Als Referenz dienten die Werte der beiden kommerziellen, nematischen Mischungen ZLI-4792 und MLC-6848-000, beide von der Merck KGaA, Darmstadt. Die Werte dieser beiden Mischungen betragen bei 20°C 133 mPa·s, bzw. 178 mPa·s.

In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Abkürzungen, auch „Acronyme" genannt, angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. 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:

Tabelle A:

Tabelle B:

Die mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung enthalten bevorzugt

– vier oder mehr, bevorzugt sechs oder mehr, Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabellen A und B und/oder
– fünf oder mehr Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle B und/oder
– zwei oder mehr Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle A.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Sie illustrieren jedoch den Bereich der bevorzugten zu erreichenden physikalischen Eigenschaften, sowie bevorzugt zu verwendende Verbindungen, deren bevorzugt einzusetzenden Homologen und die besonders bevorzugten Kombinationen von Verbindungen.
Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Δn bedeutet optische Anisotropie (589 nm, 20 °C), Δε die dielektrische Anisotropie (1 kHz, 20 °C), H.R. die Voltage Holding Ratio (bei 100 °C, nach 5 Minuten im Ofen, 1 V), V₁₀, V₅₀ und V₉₀ die Schwellenspannung, Mittgrauspannung bzw. Sättigungsspannung, sowie die kapazitive Schwellenspannung V₀ wurden bei 20 °C bestimmt.
Vergleichsbeispiel 1
Es wird eine Flüssigkristallmischung hergestellt, die die in der folgenden Tabelle angegebenen Eigenschaften aufweist.
Diese Mischung hat einen für die meisten Anwendungen günstigen Wert der Doppelbrechung (Δn), eine relativ niedrige Schwellenspannung und eine relativ günstige Kombination von Klärpunkt und Rotationsviskosität (T(N,I)/γ₁), die zu niedrigen Schaltzeiten führt. Aber die Stabilität der nematischen Phase der Mischung bei Lagerung bei tiefen Temperaturen und gegen UV-Bestrahlung ist für viele Anwendungen nicht ausreichend.
Vergleichsbeispiel 2
Es wird eine Flüssigkristallmischung hergestellt, die die in der folgenden Tabelle angegebenen Eigenschaften aufweist.
Diese Mischung hat einen für die meisten Anwendungen günstigen Wert der Doppelbrechung (Δn), eine relativ niedrige Schwellenspannung und eine relativ günstige Kombination von Klärpunkt und Rotationsviskosität (T(N,I)/γ₁), die zu niedrigen Schaltzeiten führt. Aber die Stabilität der nematischen Phase der Mischung bei Lagerung bei tiefen Temperaturen und gegen UV-Bestrahlung ist, wie bei Vergleichsbeispiel 1, für viele Anwendungen nicht ausreichend.
Vergleichsbeispiel 3
Es wird eine Flüssigkristallmischung hergestellt, die die in der folgenden Tabelle angegebenen Eigenschaften aufweist.
Diese Mischung hat einen für die meisten Anwendungen günstigen Wert der Doppelbrechung (Δn), eine relativ niedrige Schwellenspannung und eine relativ günstige Kombination von Klärpunkt und Rotationsviskosität (T(N,I)/γ₁), die zu niedrigen Schaltzeiten führt. Aber die Stabilität der nematischen Phase der Mischung bei Lagerung bei tiefen Temperaturen und gegen UV-Bestrahlung ist, wie bei Vergleichsbeispiel 1, für viele Anwendungen nicht ausreichend.
Beispiel 1
Der Mischung des Vergleichsbeispiels 1, als Host-Mischung, werden alternativ jeweils 20 % einer der Verbindungen "AP-3-Cl" and "AP-4-Cl", die unter Formel I der vorliegenden Anmeldung fallen, zugesetzt. Die so erhaltenen Mischungen werden in Testzellen in einem Suntest der Firma Heraeus 2 Stunden mit UV bestrahlt. Anschließend wird die "voltage holding ratio" (H.R.) nach 5 Minuten im Ofen bei einer Temperatur von 100°C mit einem Gerät der Firme Autronic Melchers, Karlsruhe, Deutschland gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Bemerkungen: n.b. nicht bestimmt.

Beispiel 2
Der Mischung des Vergleichsbeispiels 2, als Host-Mischung, werden alternativ jeweils 10 % einer der Verbindungen "AP-3-Cl" and "AP-4-Cl", die unter Formel I der vorliegenden Anmeldung fallen, zugesetzt. Die so erhaltenen Mischungen werden wie unter Beispiel 1 beschrieben untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Bemerkungen: n.b. nicht bestimmt.

Beispiel 3
Der Mischung des Vergleichsbeispiels 3, als Host-Mischung, werden alternativ jeweils 10 % einer der Verbindungen "AP-3-Cl" and "AP-4-Cl", die unter Formel I der vorliegenden Anmeldung fallen, zugesetzt. Die so erhaltenen Mischungen werden wie unter Beispiel 1 beschrieben untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Beispiel 4
Eine Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Anmeldung mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften wird hergestellt.

Bemerkungen: n.b. nicht bestimmt.

Diese Mischung hat eine Zusammensetzung, die sich, wie die des Beispiels 3-1 und 3-2, nur wenig von der des Vergleichsbeispiels 3 unterscheidet. Sie enthält, wie die Mischung des Beispiels 3-2, zusätzlich zu den bereits in der Mischung des Vergleichsbeispiels 3 enthaltenen Verbindungen, die Verbindung „AP-4-Cl". Außerdem enthält sie keine Verbindung „PCH-302". Die Konzentrationen der anderen Verbindungen, bzw. auch die Zahl der jeweils eingesetzten Homologen, werden gegenüber denen der Mischung des Vergleichsbeispiels 3 leicht angepaßt. Die Anpassung erfolgt so, daß die neue Mischung nahezu die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweist, wie die Mischung des Vergleichsbeispiels. Gleichzeitig ist jedoch die Lagerstabilität der neuen Mischung bei tiefen Temperaturen im Vergleich zu derjenigen der Mischung des Vergleichsbeispiels 3 signifikant verbessert.
Beispiel 5
Eine Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Anmeldung mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften wird hergestellt.
Diese Mischung hat hervorragenden anwendungstechnische Eigenschaften.
Beispiel 6
Eine Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Anmeldung mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften wird hergestellt.
Diese Mischung hat hervorragenden anwendungstechnische Eigenschaften.

Claims

Flüssigkristallines Medium mit einer nematischen Phase charakterisiert dadurch, daß es eine Komponente A enthält, die aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel I besteht
besteht, worin R¹ Wasserstoff, Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7, bevorzugt 1 bis 5 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkinyl oder Alkinyloxy mit 2 bis 7, wobei bei allen sechs Arten von Gruppen jeweils eine, zwei oder mehr der vorhandenen -CH₂- Gruppen durch -O-, -C=O- oder -S- ersetzt sein können, wobei jedoch keine zwei -O-Atome direkt miteinander verbunden sind und alle sechs Arten von Gruppen optional durch Halogen, substituiert sein können, Z¹ -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -CF₂-O-, -COO-. -OCO- oder eine Einfachbindung, X¹ Halogen, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 5 oder fluoriertes Alkenyl, Alkenyloxy, oder Oxaalkyl mit 2 bis 4 und Y¹¹ und Y¹², jeweils unabhängig voneinander, H oder F bedeuten.
Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Klärpunkt von 70°C oder mehr, eine Doppelbrechung bei 20°C und 599 nm von 0,15 oder weniger eine dielektrische Anisotropie bei 20°C und 1 kHz im Bereich von jeweils einschließlich 3,0 bis 14,0 und bei 20°C eine Rotationsviskosität von 90 mPa·s oder weniger aufweist.
Flüssigkristallines Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer TN-Anzeige bei 20°C und einer optischen Verzögerung von 0,50 μm eine Schwellenspannung von 2,0 V oder weniger aufweist.
Flüssigkristallines Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es – eine Komponente B, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 10,5, – eine Komponente C, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von mehr als 2,0 bis 10,5 und – eine Komponente D, bestehend aus Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,0 bis 2,0 enthält.
Flüssigkristallines Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere Verbindungen der Formeln II

bedeuten und R², Y²¹ bis Y²⁴ und X², jeweils die oben bei Formel I für die entsprechenden Parameter R¹, Y¹¹ bis Y¹⁴ und X¹ gegebene Bedeutung haben, Z² eine Einfachbindung, -COO-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -O-CO-, -CF₂-O- oder -O-CF₂- und n 1 oder 2 bedeuten, und/oder Komponente C eine oder mehrere Verbindungen der Formel III
worin
n 0 oder 1 bedeutet und R³, Y³¹, Y²⁴ und X³, jeweils die IN Anspruch 1 für die entsprechenden Parameter R¹, Y¹¹, Y¹² und X¹ gegebene Bedeutung haben, Z³¹ und Z³², jeweils voneinander unabhängig, eine Einfachbindung, -COO-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -CF₂-O- oder -O-CF₂-, X³ F, -CF₃ oder -OCF₃ und Y³¹ und Y³², jeweils unabhängig voneinander, H oder F bedeuten, und/oder Komponente D eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV
worin R⁴¹ und R⁴², jeweils unabhängig voneinander, die in Anspruch 1 für R¹ gegebene Bedeutung haben und
Z⁴ eine Einfachbindung, -CH=CH-, -CH₂-CH₂- oder -CF₂-CF₂-, bedeuten, wobei Verbindungen der Formel III ausgeschlossen sind, enthalten.
Flüssigkristallines Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 % bis 35 % an Verbindungen der Formel I, 10 % bis 60 % an Verbindungen der Formel II, 4 % bis 32 % an Verbindungen der Formel III, 10 % bis 60 % an Verbindungen der Formel IV und 0 % bis 15 % an Verbindungen der Formel V enthält.
Verwendung eines Flüssigkristallmediums nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 in einer elektrooptischen Anzeige.
Elektrooptische Anzeige enthaltend ein Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6.
Elektrooptische Anzeige nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine Matrix von aktiven Schaltelementen angesteuert wird.
Elektrooptische Anzeige nach mindestens einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine TN-, eine OCB- oder um eine IPS-Anzeige handelt.