DE102012003939A1

DE102012003939A1 - Mesogene Verbindungen, flüssigkristalline Medien und Bauteile für die Hochfrequenztechnik

Info

Publication number: DE102012003939A1
Application number: DE102012003939A
Authority: DE
Inventors: Atsutaka Manabe; Dagmar Klass; Christian Jasper; Volker Reiffenrath; Detlef Pauluth
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-09-27
Also published as: CN103703103A; TW201302991A; CN103703103B; TWI534250B; US9296948B2; WO2012126565A1; US20140021405A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkristallmedium, das eine Komponente A enthält, die aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel IAbesteht, worin die Parameter die jeweiligen in den Ansprüchen bzw. im Text gegebenen Bedeutungen haben, sowie die entsprechenden, neuen mesogenen Verbindungen und deren Herstellung. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso die Verwendung dieser Flüssigkristallmedien, insbesondere in Bauteilen für die Hochfrequenztechnik, sowie solche Bauteile, die die erfindungsgemäßen Medien enthalten und die Herstellung und die Verwendung dieser Bauteile. Die erfindungsgemäßen Bauteile eignen sich insbesondere für Phasenschieber im Mikrowellen- und im Millimeterwellenbereich, für Mikrowellen- und Millimeterwellen-Arrayantennen und ganz besonders für sogenannte abstimmbare „reflectarrays”.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft flüssigkristalline Medien insbesondere für Bauteile für die Hochfrequenztechnik, speziell Bauteile für Hochfrequenzvorrichtungen, insbesondere Antennen, speziell für den Gigahertzbereich und den Terahertzbereich, die im Mikrowellen- oder im Millimeterwellenbereich betrieben werden. Diese Bauteile verwenden besondere mesogene, bevorzugt flüssigkristalline, chemische Verbindungen oder damit zusammengestellte flüssigkristalline Medien beispielsweise zur Phasenschiebung von Mikrowellen für abstimmbare „phased-array” Antennen oder für abstimmbare Zellen von Mikrowellenantennen basierend auf „reflect arrays”. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung neue mesogene Verbindungen.
Stand der Technik und zu lösendes Problem
Flüssigkristalline Medien werden seit längerem in elektrooptischen Anzeigen (Liquid Crystal Displays – LCDs) genutzt, um Informationen anzuzeigen.
Bistolanverbindungen, auch Triphenyldiacetylene genannt, mit einer zusätzlichen Alkylsubstitution am zentralen Phenylenring sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Z. B. Wu, S.-T., Hsu, C.-S. and Shyu, K.-F., Appl. Phys. Lett., 74 (3), (1999), Seiten 344–346 offenbart verschiedene flüssigkristalline Bistolanverbindungen mit einer lateralen Methylgruppe der Formel
Hsu, C. S. Shyu, K. F., Chuang, Y. Y. and Wu, S.-T., Liq. Cryst., 27 (2), (2000), Seiten 283–287 offenbart, neben solchen flüssigkristallinen Bistolanverbindungen mit einer lateralen Methylgruppe, auch entsprechende Verbindungen mit einer lateralen Ethylgruppe und schlägt deren Verwendung u. a. in „liquid crystal optically phased arrays” vor.
In Dabrowski, R., Kula, P. Gauza, S., Dziadiszek, J. Urban, S. und Wu, S.-T., IDRC 08, (2008), Seiten 35–38 werden dielektrisch neutrale Bistolanverbindungen mit und ohne lateraler Methylgruppe am mittleren Ring neben den stark dielektrisch positiven Isothiocyanatbistolanverbindungen der Formel
erwähnt.
Verbindungen mit drei C-C-Dreifachbindungen wie z. B. die Verbindung
werden in JP 2003-207631 A ) erwähnt und für die Anwendung in optischen Filmen, Polarisatoren und in Flüssigkristallen vom Licht streuenden Typ vorgeschlagen.
Verbindungen der allgemeinen Formel
bedeutet werden in EP 1 655 360 A1 vorgeschlagen.
In neuerer Zeit werden flüssigkristalline Medien jedoch auch für die Verwendung in Komponenten, bzw. in Bauteilen, für die Mikrowellentechnik vorgeschlagen, wie z. B. in DE 10 2004 029 429 A und in JP 2005-120208 (A) beschrieben.
Eine technisch wertvolle Anwendung der flüssigkristallinen Medien in der Hochfrequenztechnik beruht auf ihrer Eigenschaft, dass sie sich durch eine variable Spannung in ihren dielektrischen Eigenschaften steuern lassen, besonders für den Gigahertzbereich und den Terahertzbereich. Somit lassen sich abstimmbare Antennen konstruieren, die keine mechanisch beweglichen Teile beinhalten (A. Gaebler, A. Moessinger, F. Goelden, et al., „Liquid Crystal-Reconfigurable Antenna Concepts for Space Applications at Microwave and Millimeter Waves", International Journal of Antennas and Propagation, Band 2009, Artikel ID 876989, (2009), Seiten 1–7, doi: 10.1155/2009/876989.
A. Penirschke, S. Müller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock und R. Jakoby: „Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", 34th European Microwave Conference – Amsterdam, S. 545–548, beschreibt unter anderem die Eigenschaften der bekannten, flüssigkristallinen Einzelsubstanz K15 (auch 4-n-Pentyl-4'-cyanobiphenyl oder PP-5-N genannt, Merck KGaA, Deutschland) bei einer Frequenz von 9 GHz.
DE 10 2004 029 429 A beschreibt die Anwendung von Flüssigkristallmedien in der Mikrowellentechnik unter anderem in Phasenschiebern. In DE 10 2004 029 429 A werden bereits flüssigkristalline Medien bezüglich ihrer Eigenschaften im entsprechenden Frequenzbereich untersucht.
Für die Anwendung in der Hochfrequenztechnik werden flüssigkristalline Medien mit besonderen, bislang eher ungewöhnlichen, ungebräuchlichen Eigenschaften, bzw. Kombinationen von Eigenschaften benötigt.
A. Gaebler, F. Goelden, S. Müller, A. Penirschke und R. Jakoby „Direct Simulation of Material Permittivities using an Eigen-Susceptibility Formulation of the Vector Variational Approach", 12MTC 2009 – International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapur, 2009 (IEEE), S. 463–467 beschreibt die entsprechenden Eigenschaften der bekannten Flüssigkristallmischung E7 (ebenfalls Merck KGaA, Deutschland).
DE 10 2004 029 429 A beschreibt die Anwendung von Flüssigkristallmedien in der Mikrowellentechnik unter anderem in Phasenschiebern. In DE 10 2004 029 429 A werden bereits flüssigkristalline Medien bezüglich ihrer Eigenschaften im entsprechenden Frequenzbereich untersucht. Außerdem werden dort flüssigkristalline Medien, die Verbindungen der Formeln
neben Verbindungen der Formeln
enthalten, erwähnt.
Flüssigkristallmedien, die z. B. Verbindungen der Formel
enthalten, werden für die Anwendung in Bauteilen für die Hochfrequenztechnik z. B. in A. Lapanik, „Single compounds and mixtures for microwave applications, Dielectric, microwave studies on selected systems", Dissertation, Technische Universität Darmstadt, 2009, (D17) vorgeschlagen.
Die bisher bekannten Zusammensetzungen sind jedoch mit gravierenden Nachteilen behaftet. Die meisten von ihnen führen, neben anderen Mängeln, zu unvorteilhaft hohen Verlusten und/oder unzureichenden Phasenverschiebungen bzw. zu geringer Materialgüte (η).
Somit sind neue flüssigkristalline Medien mit verbesserten Eigenschaften erforderlich. Insbesondere müssen der Verlust im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich verringert und die Materialgüte verbessert werden.
Außerdem besteht der Bedarf das Tieftemperaturverhalten der Flüssigkristallmedien und somit auch der Bauteile zu verbessern. Hier sind sowohl eine Verbesserung der Betriebseigenschaften, wie auch der Lagerfähigkeit nötig.
Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an flüssigkristallinen Medien mit geeigneten Eigenschaften für entsprechende praktische Anwendungen.
Vorliegende Erfindung
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Bauteile für die Hochfrequenztechnik realisiert werden können, welche die Nachteile der Materialien des Standes der Technik nicht oder zumindest nur in erheblich geringerem Maße aufweisen, wenn ausgewählte, flüssigkristalline Medien eingesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit flüssigkristalline Medien die eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA enthalten,
bevorzugt
besonders bevorzugt
ganz besonders bevorzugt
L¹ Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen, Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen oder Halogen, bevorzugt CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇(-(CH₂)₂CH₃), i-C₃H₇(-CH(CH₃)₂) Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclopent-1-enyl, Cyclohex-1-enyl, F oder Cl und besonders bevorzugt CH₃, C₂H₅, Cyclopropyl, Cyclobutyl oder F und ganz besonders bevorzugt F,
Y¹¹ und Y¹² unabhängig voneinander H, Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen, Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen oder Halogen, bevorzugt H, CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇(-(CH₂)₂CH₃), i-C₃H₇(-CH(CH₃)₂) Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclopent-1-enyl, Cyclohex-1-enyl, F oder Cl und besonders bevorzugt H, CH₃, C₂H₅, oder F und ganz besonders bevorzugt H oder CH₃,
R¹¹ bis R¹³ unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 15 C-Atomen, unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 15 C-Atomen, oder Cycloalkyl, Alkylcycloalkyl, Cycloalkenyl, Alkylcycloalkenyl, Alkycycloalkylalkyl oder Alkycycloalkenylalkyl) jeweils mit bis zu 15 C-Atomen,
bevorzugt
R¹¹ und R¹² – unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 7 C-Atomen,
besonders bevorzugt
R¹¹ unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 7 C-Atomen, und
besonders bevorzugt
R¹² unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen, und
bevorzugt
R¹³ unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, unfluoriertes Cycloalkyl oder Cycloalkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, unfluoriertes Alkylcyclohexyl oder unfluoriertes Cyclohexylalkyl jeweils mit 4 bis 12 C-Atomen oder unfluoriertes Alkylcyclohexylalkyl mit 5 bis 15 C-Atomen, besonders bevorzugt Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl und ganz besonders bevorzugt R¹³ n-Alkyl, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl oder n-Propyl, und der andere H oder n-Alkyl, besonders bevorzugt H, Methyl, Ethyl oder n-Propyl,
bedeuten.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien eignen sich hervorragend zur Verwendung in Bauteilen für die Hochfrequenztechnik, bzw. für den Mikrowellenbereich und/oder den Millimeterbereich des elektromagnetischen Spektrums. Diese Verwendung der Medien, sowie diese Bauteile sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Bauteil für die Hochfrequenztechnik ein Flüssigkristallmedium, das eine Komponente A enthält, die aus einer Verbindung, zwei Verbindungen oder mehreren Verbindungen der Formel IA besteht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Bauteil für die Hochfrequenztechnik ein flüssigkristallines Medium, enthaltend

– eine erste Komponente, Komponente A, die eine oder mehrere Verbindungen der oben gegebenen Formel IA enthält und, die gegebenenfalls eine oder mehrerer Verbindungen der unten gegebenen Formel IB enthält und
– eine oder mehrere weitere Komponenten ausgewählt aus der Gruppe der im Folgenden definierten Komponenten B bis E
– einer stark dielektrisch positiven Komponente, Komponente B, die eine dielektrische Anisotropie von 10,0 oder mehr aufweist,
– einer stark dielektrisch negativen Komponente, Komponente C, die eine dielektrische Anisotropie von –5,0 oder weniger aufweist,
– einer weiteren Komponente, Komponente D, die eine dielektrische Anisotropie im Bereich von mehr als –5,0 und von weniger als 10,0 aufweist und aus Verbindungen mit sieben oder mehr, bevorzugt acht oder mehr, fünf- oder sechsgliedrigen Ringen besteht und
– einer weiteren Komponente, Komponente E, die ebenfalls eine dielektrische Anisotropie im Bereich von mehr als –5,0 und von weniger als 10,0 aufweist und aus Verbindungen mit bis zu sechs fünf- oder sechsgliedrigen Ringen besteht.

Typische Beispiele für fünfgliedrige Ringe sind
und andere.
Typische Beispiele für sechsgliedrige Ringe sind
Die fünf- und sechsgliedrigen Ringe umfassen auch gesättigte, sowie teilgesättigte Ringe, ebenso wie heterocyclische Ringe.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung werden kondensierte Ringsysteme, die aus zwei dieser Ringe, i. e. aus zwei fünfgliedrigen, einem fünfgliedrigen oder aus zwei sechsgliedrigen Ringen, bestehen, wie z. B.
bei der Zuordnung der Verbindungen zu den Komponenten D bzw. E als einer dieser fünf- bzw. sechsgliedrigen Ringe gezählt.
Entsprechend werden kondensierte Ringsysteme, die aus einer Kombination von dreien oder mehreren dieser Ringe bestehen, die in Längsrichtung im Molekül eingebaut sind, wie z. B.
als zwei dieser fünf- bzw. sechsgliedrigen Ringe gezählt.
Im Gegensatz dazu, werden kondensierte Ringsysteme, die in Querrichtung im Molekül eingebaut sind, wie z. B.
als einer dieser fünf- bzw. sechsgliedrigen Ringe gezählt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls die direkt vorhergehend, sowie werter unten beschriebenen, flüssigkristallinen Medien, sowie deren Verwendung in elektro-optischen Anzeigen und insbesondere in Bauteilen für die Hochfrequenztechnik.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorlegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA-1 bis IA-4, bevorzugt der Formeln IA-1 und/oder IA-2:

worin die Parameter die jeweiligen oben bei Formel IA angegebenen Bedeutungen haben und bevorzugt
R¹³ Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Alkenyl mit 2 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen oder Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen, bevorzugt CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇(-(CH₂)₂CH₃), i-C₃H₇(-CH(CH₃)2), -CH=CH₂, Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclopent-1-enyl oder Cyclohex-1-enyl, und besonders bevorzugt CH₃, C₂H₅, Cyclopropyl oder Cyclobutyl
L¹ Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen oder Halogen, bevorzugt H, F oder Cl, und besonders bevorzugt H, F oder CH₃, noch stärker bevorzugt H oder F und ganz besonders bevorzugt F,
R¹¹ unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen, und
R¹² unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen,
bedeutet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Komponente A überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig aus Verbindungen der Formel IA.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IA-1, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA-1a bis IA-1e und IA-2a bis IA-2e, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA-1a bis IA-1c, IA-1e, IA-2a bis IA-2c und IA-2e, ganz besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA-1a, IA-1b, IA-2a und IA-2b,

worin die Parameter die oben unter Formel IA-1 bzw. unter Formel IA-2 gegebenen Bedeutungen besitzen und bevorzugt
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander einen Alkylrest mit 2 bis 7 C-Atomen, beispielsweise einen Propyl- und Hexylrest oder jeweils einen Propyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylrest bedeuten.
Gegebenenfalls enthält das Flüssigkristallmedium in Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB,
worin
bevorzugt

besonders bevorzugt
L¹ Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen oder Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen, bevorzugt CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇(-(CH₂)₂CH₃), i-C₃H₇(-CH(CH₃)₂) Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclopent-1-enyl oder Cyclohex-1-enyl, und besonders bevorzugt CH₃, C₂H₅, Cyclopropyl oder Cyclobutyl,
X¹ H, Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen oder Halogen, bevorzugt H, F oder Cl, und besonders bevorzugt H oder F und ganz besonders bevorzugt F,
R¹¹ bis R¹⁴ unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 15 C-Atomen, unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 15 C-Atomen, oder Cycloalkyl, Alkylcycloalkyl, Cycloalkenyl, Alkylcycloalkenyl, Alkycycloalkylalkyl oder Alkycycloalkenylalkyl) jeweils mit bis zu 15 C-Atomen, und alternativ einer von R¹³ und R¹⁴ oder beide auch H,
bevorzugt R¹¹
und R¹² unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 7 C-Atomen, besonders
bevorzugt R¹¹ unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 7 C-Atomen, und
besonders
bevorzugt R¹² unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen, und
bevorzugt R¹³ und R¹⁴ H, unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, unfluoriertes Cycloalkyl oder Cycloalkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, unfluoriertes Alkylcyclohexyl oder unfluoriertes Cyclohexylalkyl jeweils mit 4 bis 12 C-Atomen oder unfluoriertes Alkylcyclohexylalkyl mit 5 bis 15 C-Atomen, besonders bevorzugt Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl und ganz besonders bevorzugt mindestens einer von R¹³ und R¹⁴ n-Alkyl, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl oder n-Propyl, und der andere H oder n-Alkyl, besonders bevorzugt H, Methyl, Ethyl oder n-Propyl,
bedeuten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA und eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB, bevorzugt besteht die Komponente A überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig aus Verbindungen der Formeln IA und IB.
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel IB Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1 bis IB-4
worin
L¹ Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Alkenyl mit 2 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen oder Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen, bevorzugt CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇(-(CH₂)₂CH₃), i-C₃H₇(-CH(CH₃)₂), -CH=CH₂, Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclopent-1-enyl oder Cyclohex-1-enyl, und besonders bevorzugt CH₃, C₂H₅, Cyclopropyl oder Cyclobutyl
X¹ H, Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen oder Halogen, bevorzugt H, F oder Cl, und besonders bevorzugt H, F oder CH₃, noch stärker bevorzugt H oder F und ganz besonders bevorzugt F,
bedeutet und die anderen Parameter die jeweiligen oben bei Formel IB angegebenen Bedeutungen haben und bevorzugt
R¹¹ unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen, und
R¹² unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen,
bedeutet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-1, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1a-1 bis IB-1a-12 und IB-1b-1 bis IB-1b-12

worin die Parameter die oben unter Formel IB-1 gegebenen Bedeutungen besitzen und bevorzugt
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander einen Alkylrest mit 2 bis 7 C-Atomen, beispielsweise einen Propyl- und Hexylrest oder jeweils einen Propyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylrest bedeuten.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1a-2, IB-1a-5, IB-1a-7, IB-1a-8, IB-1a-9, IB-1a-10, IB-1b-5, IB-1b-7, IB-1b-8, IB-1b-9, I-1b-10, wobei die Parameter die oben gegebenen Bedeutung haben und besonders bevorzugt
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen,
insbesondere bevorzugt einer von
R¹¹ und R¹² Alkyl und der andere Alkyl oder Alkoxy bedeutet und ganz besonders bevorzugt R¹¹ und R¹² voneinander verschiedene Bedeutungen haben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-2, worin bevorzugt
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander einen Alkylrest mit 2 bis 7 C-Atomen, beispielsweise einen Propyl- und Hexylrest oder jeweils einen Propyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylrest bedeuten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-3, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-3a-1 bis IB-3a-3 und IB-3b-1 bis IB-3b-3, bevorzugt IB-3a-2, IB-3b-2

worin die Parameter die oben unter Formel IB-3 gegebenen Bedeutungen besitzen und bevorzugt
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander einen Alkylrest mit 2 bis 7 C-Atomen, beispielsweise einen Propyl- und Hexylrest oder jeweils einen Propyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylrest bedeuten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-4, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-4a-1 bis IB-4a-3 und IB-4b-1 bis IB-4b-3, bevorzugt IB-4b-2,

worin die Parameter die oben unter Formel IB-4 gegebenen Bedeutungen besitzen und bevorzugt
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander einen Alkylrest mit 2 bis 7 C-Atomen, beispielsweise einen Propyl- und Hexylrest oder jeweils einen Propyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylrest bedeuten.
Die Verbindungen der Formel IA können vorteilhaft, wie an der folgenden beispielhaften Synthese ersichtlich, hergestellt werden (Schema 1 und 2):
Schema 1: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IA-1 (z. B. IA-1b).
Schema 2: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IA-2 (z. B. IA-2a).
Die Verbindungen der Formel IB-1a können vorteilhaft, wie an der folgenden beispielhaften Synthese ersichtlich, hergestellt werden, (Schema 3–6):
Schema 3: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-1 (z. B. IB-1a-7 bis IB-1a-12) mitsymmetrischen Endgruppen, wobei Cycloalkyl auch Cycloalkenyl bedeutet.
Schema 4: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-1 (z. B. IB-1a-7, IB-1a-8, IB-1a-9 und IB-1a-11) mit symmetrischen Endgruppen.
Schema 5: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-1 (z. B. IB-1a-7 bis IB-1a-12) mit asymmetrischen Endgruppen, wobei Cycloalkyl auch Cycloalkenyl bedeutet.
Schema 6: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-1 (z. B. IB-1a-7 bis IB-1a-12) mit asymmetrischen Endgruppen, wobei Cycloalkyl auch Cycloalkenyl bedeutet.
Die Verbindungen der Formel IB-1b können vorteilhaft nach den folgenden allgemeinen Reaktionsschemata (Reaktionsschema 5 bis 11) erhalten werden. Die Parameter L¹, R¹¹, R¹² und X¹ sind darin wie vor- und nachstehend definiert. R hat die Bedeutung von R¹¹ bzw. R¹².
Schema 7: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB mit asymmetrischer Substitution, wobei R die Bedeutung von R¹¹ hat.
Schema 8: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB mit asymmetrischer Substitution.
In Schema 9 bis 13 wird die Synthese von verschieden substituierten zentralen Ringen wiedergegeben. Die Phenylalkinylreste lassen sich dabei auf beliebige substituierte Phenylalkinylreste verallgemeinern.
Schema 9: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-1 (z. B. IB-1b-1 bis IB-1b-4) mit symmetrischen Endgruppen, wobei R die Bedeutung von R¹¹ hat.
Schema 10: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-Ib-8 mit symmetrischen Endgruppen, wobei R die Bedeutung von R¹¹ hat.
Schema 11: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-1 mit X¹ = Cl, L¹ = CH₃ und symmetrischen Endgruppen, wobei R die Bedeutung von R¹¹ hat.
Schema 12: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB mit X¹ = L¹ = CH₃ und symmetrischen Endgruppen, wobei R die Bedeutung von R¹¹ hat.
Schema 13: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB mit X¹ = L¹ = Alkyl und symmetrischen Endgruppen, wobei R die Bedeutung von R¹¹ hat und wobei die beiden Alkylgruppen „Alkyl” gleich oder verscheiden voneinander sein können und auch eine oder alle beide eine Alkenylgruppe sein können.
Die Verbindungen der Formel IB-2 können vorteilhaft wie an der folgenden beispielhaften Synthese ersichtlich hergestellt werden (Schema 14):
Schema 14: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formel IB-2 mit asymmetrischen Endgruppen; wobei R entsprechend R¹¹ und R' entsprechend R¹² definiert ist.
Die Verbindungen der Formeln IB-3 und IB-4 können vorteilhaft nach dem folgenden allgemeinen Reaktionsschema (Reaktionsschema 15) erhalten werden.
Schema 15: Beispielhafte Synthese der Verbindungen der Formeln IB-3 und IB-4 mit symmetrischen Endgruppen, worin R die Bedeutung von R¹¹ bzw. R¹² hat.
Bevorzugt enthalten diese erfindungsgemäßen Medien neben der Komponente A eine Komponente ausgewählt aus den beiden Komponenten B und C und gegebenenfalls zusätzlich die Komponente D und/oder die Komponente E.
Bevorzugt enthalten diese erfindungsgemäßen Medien zwei, drei oder vier, besonders bevorzugt zwei oder drei Komponenten ausgewählt aus der Gruppe der Komponenten A bis E. Bevorzugt enthalten diese Medien

– Komponente A und Komponente B, oder
– Komponente A, Komponente B und Komponente D und/oder E, oder
– Komponente A und Komponente C, oder
– Komponente A, Komponente C und Komponente D und/oder E. Bevorzugt enthaften diese erfindungsgemäßen Medien eine Komponente B und keine Komponente C oder umgekehrt.

Bevorzugt hat die stark dielektrisch positive Komponente, Komponente B, eine dielektrische Anisotropie von 20,0 oder mehr, stärker bevorzugt von 25,0 oder mehr, besonders bevorzugt von 30,0 oder mehr und ganz besonders bevorzugt von 40,0 oder mehr.
Bevorzugt hat die stark dielektrisch negative Komponente, Komponente C, eine dielektrische Anisotropie von –7,0 oder weniger, stärker bevorzugt von –8,0 oder weniger, besonders bevorzugt von –10,0 oder weniger und ganz besonders bevorzugt von –15,0 oder weniger.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Komponente B eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IIA und IIB
R²¹ unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 15 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 15 C-Atomen, bevorzugt Alkyl, besonders bevorzugt n-Alkyl,
R²² H, unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 5, bevorzugt mit 1 bis 3, besonders bevorzugt mit 3 C-Atomen,
unabhängig voneinander und bei mehrfachem Auftreten auch diese untereinander jeweils unabhängig voneinander
n und m unabhängig voneinander 1 oder 2, bevorzugt
(n + m) 3 oder 4 und, besonders bevorzugt
n 2,
X² F, Cl, -CF₃ oder -OCF₃, bevorzugt F oder Cl, besonders bevorzugt F,
Y² F, Cl, -CF₃, -OCF₃, oder CN, bevorzugt CN, und
Z² H oder F,
bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel IIA sind die Verbindungen der entsprechenden Unterformel IIA-1
worin R²¹ die oben gegebene Bedeutung hat.
Bevorzugte Verbindungen der Formel IIB sind die Verbindungen der entsprechenden Unterformeln IIB-1 und IIB-2
worin R²¹, R²² und X² die jeweiligen oben gegebenen Bedeutungen haben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Komponente C eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IIIA und IIIB:

worin
R³¹ und R³² unabhängig voneinander die oben bei Formel IIA für R²¹ die oben angegebene Bedeutung haben
und bevorzugt
R³¹ C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z und
R³² C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂
bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R³¹ und R³²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
Bevorzugte Verbindungen der Formel IIIB sind die Verbindungen der Unterformeln IIIB-1 und IIIB-2

worin
n und m jeweils die oben bei Formel IIIB gegebenen Bedeutungen haben und bevorzugt unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 7
bedeuten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Komponente D eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel IV
worin
R⁴¹ und R⁴² unabhängig voneinander eine der oben bei Formel I für R¹¹ die oben angegebenen Bedeutungen haben,
L⁴¹ bis L⁴⁴ bei jedem Erscheinen, jeweils unabhängig voneinander H, Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, F oder Cl und
p eine ganze Zahl im Bereich von 7 bis 14, bevorzugt von 8 bis 12 und besonders bevorzugt von 9 bis 10
bedeuten
und bevorzugt
mindestens zwei der vorhandenen Substituenten
L⁴¹ bis L⁴⁴ eine von H verschiedene Bedeutung haben und
R⁴¹ C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z und
R⁴² C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂
bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung enthält das Flüssigkristallmedium zusätzlich eine weitere Komponente, Komponente E, die bevorzugt aus einer oder mehreren Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V bis IX besteht
worin
L⁵¹ R⁵¹ oder X⁵¹,
L⁵² R⁵² oder X⁵²,
R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 17, bevorzugt mit 3 bis 10, C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy, oder unfluoriertes Alkoxyalkyl mit 2 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen, vorzugsweise Alkyl oder unfluoriertes Alkenyl bedeuten,
X⁵¹ und X⁵² unabhängig voneinander H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder fluoriertes Alkenyl, unfluoriertes oder Alkenyloxy, oder unfluoriertes oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 7 C-Atomen, vorzugsweise fluoriertes Alkoxy, fluoriertes Alkenyloxy, F oder Cl bedeuten, und
unabhängig voneinander

L⁶¹ R⁶¹ und, im Fall, dass Z⁶¹ und/oder Z⁶² trans- -CH=CH- oder trans- -CF=CF-, bedeutet, alternativ auch X⁶¹ bedeutet,
L⁶² R⁶² und, im Fall, dass Z⁶¹ und/oder Z⁶² trans- -CH=CH- oder trans- -CF=CF-, bedeutet, alternativ auch X⁶², bedeutet,
R⁶¹ und R⁶² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 17, bevorzugt mit 3 bis 10, C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy, oder unfluoriertes Alkoxyalkyl mit 2 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen, vorzugsweise Alkyl oder unfluoriertes Alkenyl, bedeuten,
X⁶¹ und X⁶² unabhängig voneinander F oder Cl, -CN, -NCS, -SF₅, fluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder fluoriertes Alkenyl, Alkenyloxy oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 7 C-Atomen, oder -NCS, vorzugsweise -NCS, bedeuten,
einer von
Z⁶¹ und Z⁶² trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF- oder -C≡C- bedeutet und der andere unabhängig davon trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF- oder eine Einfachbindung bedeutet, vorzugsweise einer von ihnen -C≡C- oder trans- -CH=CH- und der andere eine Einfachbindung bedeutet, und
unabhängig voneinander
L⁷¹ R⁷¹ oder X⁷¹,
L⁷² R⁷² oder X⁷²,
R⁷¹ und R⁷² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 17, bevorzugt mit 3 bis 10, C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy, oder unfluoriertes Alkoxyalkyl mit 2 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen, vorzugsweise Alkyl oder unfluoriertes Alkenyl bedeuten,
X⁷¹ und X⁷² unabhängig voneinander H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder fluoriertes Alkenyl, unfluoriertes oder Alkenyloxy, oder unfluoriertes oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 7 C-Atomen, vorzugsweise fluoriertes Alkoxy, fluoriertes Alkenyloxy, F oder Cl bedeuten, und
Z⁷¹ bis Z⁷³ unabhängig voneinander trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -C≡C- oder eine Einfachbindung bedeuten, vorzugsweise eines oder mehrere von ihnen eine Einfachbindung bedeutet, besonders bevorzugt alle eine Einfachbindung bedeuten und
unabhängig voneinander
R⁸¹ und R⁸² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, Alkenyloxy oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen, vorzugsweise unfluoriertes Alkyl oder Alkenyl bedeuten,
einer von
Z⁸¹ und Z⁸² trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF- oder -C≡C- bedeutet und der andere unabhängig davon trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF- oder eine Einfachbindung bedeutet, vorzugsweise einer von ihnen -C≡C- oder trans- -CH=CH- und der andere eine Einfachbindung bedeutet, und
unabhängig voneinander
L⁹¹ R⁹¹ oder X⁹¹ bedeutet,
L⁹² R⁹² oder X⁹² bedeutet,
R⁹¹ und R⁹² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, Alkenyloxy oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 15, bevorzugt 3 bis 10, C-Atomen, vorzugsweise unfluoriertes Alkyl oder Alkenyl bedeuten,
X⁹¹ und X⁹² unabhängig voneinander H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder fluoriertes Alkenyl, unfluoriertes oder Alkenyloxy, oder unfluoriertes oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 7 C-Atomen, vorzugsweise fluoriertes Alkoxy, fluoriertes Alkenyloxy, F oder Cl bedeuten, und
Z⁹¹ bis Z⁹³ unabhängig voneinander trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -C≡C- oder eine Einfachbindung bedeuten bevorzugt einer oder mehrere von ihnen eine Einfachbindung bedeutet, und besonders bevorzugt alle eine Einfachbindung bedeuten,
unabhängig voneinander

und, wobei Verbindungen der Formel IIIA von den Verbindungen der Formel VI ausgeschlossen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium eine oder mehrere Verbindungen der Formeln V, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1 bis V-3, bevorzugt der Formeln V-1 und/oder V-2 und/oder V-3, bevorzugt der Formeln V-1 und V-2, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin die Parameter die jeweiligen oben bei Formel V angegebenen Bedeutungen haben und bevorzugt
R⁵¹ unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen,
R⁵² unfluoriertes Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen,
X⁵¹ und X⁵² unabhängig voneinander F, Cl, -OCF₃, -CF₃, -CN, -NCS oder -SF₅, bevorzugt F, Cl, -OCF₃, oder -CN, bedeuten.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln V-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1a bis V-1d, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin die Parameter die jeweiligen oben bei Formel V-1 angegebenen Bedeutungen haben und worin
Y⁵¹ und Y⁵² jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten, und bevorzugt
R⁵¹ Alkyl oder Alkenyl, und
X⁵¹ F, Cl oder -OCF₃, bedeuten.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln V-2 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-2a bis V-2g und/oder aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-2f und V-2g, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:

wobei jeweils die Verbindungen der Formel V-2a von den Verbindungen der Formeln V-2b und V-2C, die Verbindungen der Formel V-2b von den Verbindungen der Formel V-2c und die Verbindungen der Formel V-2e von den Verbindungen der Formel V-2f ausgeschlossen sind, und
worin die Parameter die jeweiligen oben bei Formel V-1 angegebenen Bedeutungen haben und worin
Y⁵¹ und Y⁵² jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten, und bevorzugt
R⁵¹ Alkyl oder Alkenyl,
X⁵¹ F, Cl oder -OCF₃ bedeuten, und bevorzugt einer von
Y⁵¹ und Y⁵² H und der andere H oder F bevorzugt ebenfalls H bedeutet.
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel V-3 Verbindungen der Formel V-3a:
worin die Parameter die jeweiligen oben bei Formel V-1 angegebenen Bedeutungen haben und worin bevorzugt
X⁵¹ F, Cl, bevorzugt F,
X⁵² F, Cl oder -OCF₃, bevorzugt -OCF₃ bedeutet.
In einer noch stärker bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen der Formel V ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen V-1a bis V-1d, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen V-1c und V-1d, stärker bevorzugt bestehen die Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln V-1a ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1a-1 und V-1a-2, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 7, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 und besonders bevorzugt 3 oder 7 bedeutet.
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln V-1b Verbindungen der Formel V-2b-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln V-1c ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1c-1 bis und V-1c-4, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1c-1 und V-1c-2, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln V-1d ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1d-1 und V-1d-2, bevorzugt der Verbindung der Formeln V-1d-2, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln V-2a ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-2a-1 und V-2a-2, bevorzugt der Verbindungen der Formeln V-1a-1, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel V überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Bevorzugte Kombinationen von (R⁵¹ und R⁵²), insbesondere bei Formel V-2a-1 sind (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1), (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1), (CH₂=CH(CH₂)_Z und C_mH_2m+1), (CH₂=CH-(CH₂)_Z und O-C_mH_2m+1) und (CH_2n+1 und (CH₂)_Z-CH=CH₂).
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-2b sind die Verbindungen der Formel V-2b-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugte Kombination von (R⁵¹ und R⁵²) ist hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-2c sind die Verbindungen der Formel V-2c-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugte Kombination von (R⁵¹ und R⁵²) ist hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-2d sind die Verbindungen der Formel V-2d-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugte Kombination von (R⁵¹ und R⁵²) ist hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-2e sind die Verbindungen der Formel V-2e-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugte Kombination von (R⁵¹ und R⁵²) ist hier insbesondere (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-2e sind die Verbindungen der Formel V-2f-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt CmH2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁵¹ und R⁵²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1), besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-2g sind die Verbindungen der Formel V-2g-1:
worin
R⁵¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁵² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁵¹ und R⁵²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1), besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VI ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VI-1 bis VI-4, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VI überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
Z⁶¹ und Z⁶² trans- -CH=CH- oder trans- -CF=CF-, bevorzugt trans- -CH=CH-, bedeutet, und die übrigen Parameter die oben unter Formel VI gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R⁶¹ und R⁶² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bedeuten,
X⁶² F, Cl, -CN oder -NCS, vorzugsweise -NCS, bedeutet, und einer von

und die anderen unabhängig voneinander
R⁶¹ C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁶² C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VI-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VI-1a und VI-1 b, bevorzugt ausgewählt Verbindungen der Formeln VI-1a, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VI überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁶¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁶² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 4 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁶¹ und R⁶²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1), bei Formel VI-1a besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und bei Formel VI-1b besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel VI-3 Verbindungen der Formel VI-3a:
worin die Parameter die oben unter Formel VI-3 gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R⁶¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 7, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5, und
X⁶² -F, -Cl, -OCF₃, -CN oder -NCS, besonders bevorzugt -NCS, bedeutet.
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln VI-4 Verbindungen der Formel VI-4a:
worin die Parameter die oben unter Formel VI-4 gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R⁶¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 7, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5, und
X⁶² F, Cl, OCF₃, -CN oder -NCS, besonders bevorzugt -NCS, bedeutet.
Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel VI sind die Verbindungen der folgenden Formeln
worin
n eine ganze Zahl im Bereich von D bis 7, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VII ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VII-1 bis VII-6, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VII überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:

wobei die Verbindungen der Formel VII-5 von den Verbindungen der Formel VII-6 ausgeschlossen sind, und
worin die Parameter die jeweiligen oben bei Formel VII angegebenen Bedeutungen haben und bevorzugt
R⁷¹ unfluoriertes Alkyl oder Alkoxy jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen,
R⁷² unfluoriertes Alkyl oder Alkoxy, jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, und
X⁷² F, Cl, oder -OCF₃, bevorzugt F, bedeutet, und
besonders bevorzugt
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁷² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VII-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VII-1a bis VII-1d, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VII-1 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:

worin X⁷² die oben bei Formel VII-2 gegebene Bedeutung hat und
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, worin
n 1 bis 7, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 2, 3 oder 5 und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2, und
X⁷² bevorzugt F
bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VII-2 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VII-2a und VII-2b, bevorzugt der Formel VII-2a, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VII-2 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁷² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁷¹ und R⁷²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1). Besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel VII-3 Verbindungen der Formel VII-3a:
worin
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁷² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁷¹ und R⁷²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1). Besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel VII-4 Verbindungen der Formel VII-4a:
worin
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁷² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁷¹ und R⁷²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1). Besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VII-5 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VII-5a und VII-5b, bevorzugt der Formel VII-5a stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VII-5 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁷² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁷¹ und R⁷²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1). Besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VII-6 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VII-6a und VII-6b, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VII-6 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁷¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁷² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁷¹ und R⁷²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1), besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung insgesamt 0 bis 40%, bevorzugt 0 bis 30% und besonders bevorzugt 5 bis 25% an Verbindungen der Formel VIII.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VIII ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VIII-1 bis VIII-3, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VIII überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
einer von
Y⁸¹ und Y⁸² H bedeutet und der andere H oder F bedeutet, und
R⁸¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁸² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)₂-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁸¹ und R⁸²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1) besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln VIII-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VIII-1a bis VIII-1c, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel VIII-1 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁸¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁸² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁸¹ und R⁸²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1) besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel VIII-2 Verbindungen der Formel VIII-2a:
worin
R⁸¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁸² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁸¹ und R⁸²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1), C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1) und (CH₂-CH-(CH₂)_Z und C_mH_2m+1) besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel VIII-3 Verbindungen der Formel VIII-3a:
worin
R⁸¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁸² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁸¹ und R⁸²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln IX ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IX-1 bis IX-3, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel IX überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin die Parameter die jeweilige oben unter Formel IX angegebene Bedeutung haben und bevorzugt
einer von
bedeutet
und
worin
R⁹¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁹² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁹¹ und R⁹²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
Bevorzugt enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung insgesamt 5 bis 30%, bevorzugt 10 bis 25% und besonders bevorzugt 15 bis 20% an Verbindungen der Formel IX.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln IX-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IX-1a bis IX-1e, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel IX-1 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin die Parameter die oben gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R⁹¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 bedeutet, und
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeutet und
X⁹² bevorzugt F oder Cl bedeutet.
Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln IX-2 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IX-2a und IX-2b, stärker bevorzugt bestehen diese Verbindungen der Formel IX-2 überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz besonders bevorzugt bestehen sie vollständig daraus:
worin
R⁹¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁹² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet, und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugte Kombination von (R⁹¹ und R⁹²) ist hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1).
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel IX-3 Verbindungen der Formel IX-3:
worin
R⁹¹ die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_nH_2n+1 oder CH₂=CH-(CH₂)_Z bedeutet, und
R⁹² die oben angegebene Bedeutung hat und bevorzugt C_mH_2m+1 oder O-C_mH_2m+1 oder (CH₂)_Z-CH=CH₂ bedeutet,
und worin
n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 15, bevorzugt im Bereich von 1 bis 7 und besonders bevorzugt 1 bis 5 bedeuten und
z 0, 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 0 oder 2 bedeutet.
Die bevorzugten Kombinationen von (R⁹¹ und R⁹²) sind hier insbesondere (C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1) und (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1), besonders bevorzugt (C_nH_2n+1 und O-C_mH_2m+1).
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Medium eine oder mehrere dielektrisch positive Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 3 der Formel V-1.
Bevorzugt enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung 10% oder weniger, bevorzugt 5% oder weniger, besonders bevorzugt 2% oder weniger, ganz besonders bevorzugt 1% oder weniger, und insbesondere überhaupt keine Verbindung mit nur zwei oder weniger fünf und/oder sechsgliedrigen Ringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel VII.
Die Definitionen der in der vorliegenden Anmeldung für die Verbindungen benutzten Abkürzungen (Akronyme) sind unten in Tabelle D angegeben, bzw. aus den Tabellen A bis C zu ersehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-1 und/oder IB-2 und/oder IB-3 und/oder IB-4.
Bevorzugt enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln IB-1a-1 bis IB-1a-12, besonders bevorzugt der Formel IB-1a-2, ganz besonders bevorzugt eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-1a-2 und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel IB-1a-1 und Formel IB-1a-3 bis IB-1a-12, und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-1b-1 bis IB-1b-12 und/oder IB-2 und/oder IB-3 und/oder IB-4.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1b-1 bis IB-1b-12, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1b-5 und/oder IB-1b-7 und/oder IB-Ib-8 und/oder IB-1b-9 und/oder IB-1b-10, und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1a-1 bis IB-1a-12, bevorzugt der Formel IB-1a-2 und/oder eine oder mehrere Verbindungen der Formeln und/oder IB-2 und/oder IB-3 und/oder IB-4.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-2, und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-1, bevorzugt der Formeln IB-1a, bevorzugt der Formel IB-1a-2, und/oder IB-1 b, und/oder eine oder mehrere Verbindungen der Formeln und/oder IB-3 und/oder IB-4.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-3, und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-1, bevorzugt der Formeln IB-1a, bevorzugt der Formel IB-1a-2, und/oder IB-1b, und/oder eine oder mehrere Verbindungen der Formeln und/oder IB-2 und/oder IB-4.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmedium, bzw. die Komponente A des Flüssigkristallmediums, eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-4, und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IB-1, bevorzugt der Formeln IB-1a, bevorzugt der Formel IB-1a-2, und/oder IB-1b, und/oder eine oder mehrere Verbindungen der Formeln und/oder IB-2 und/oder IB-3.
Vorzugsweise enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA, IB, II, IV und V, vorzugsweise IA, IB, IIA, IIB und IV oder ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA, IB, IIIA, IIIB, IV und V, vorzugsweise IA, IB, IIIA, IIIB und IV, stärker bevorzugt bestehen sie überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz bevorzugt bestehen sie vollständig daraus.
In dieser Anmeldung bedeutet enthalten im Zusammenhang mit Zusammensetzungen, dass die betreffende Entität, d. h. das Medium oder die Komponente, die angegebene Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält, vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 10% oder mehr und ganz bevorzugt von 20% oder mehr.
Überwiegend bestehen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 55% oder mehr, vorzugsweise 60% oder mehr und ganz bevorzugt 70% oder mehr der angegebenen Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält.
Im Wesentlichen bestehen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 80% oder mehr, vorzugsweise 90% oder mehr und ganz bevorzugt 95% oder mehr der angegebenen Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält.
Vollständig bestehen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 98% oder mehr, vorzugsweise 99% oder mehr und ganz bevorzugt 100,0% der angegebenen Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält.
Auch andere mesogene Verbindungen, die oben nicht explizit genannt sind, können gegebenenfalls und in vorteilhafter Weise in den Medien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Solche Verbindungen sind dem Fachmann bekannt.
Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugt einen Klärpunkt von 90°C oder mehr, stärker bevorzugt von 100°C oder mehr, noch stärker bevorzugt von 120°C oder mehr, besonders bevorzugt von 150°C oder mehr und ganz besonders bevorzugt von 170°C oder mehr auf.
Vorzugsweise erstreckt sich die nematische Phase der erfindungsgemäßen Medien mindestens von 20°C oder weniger bis 90°C oder mehr, bevorzugt bis 100°C oder mehr, stärker bevorzugt mindestens von 0°C oder weniger bis 120°C oder mehr, ganz bevorzugt mindestens von –10°C oder weniger bis 140°C oder mehr und insbesondere mindestens von –20°C oder weniger bis 150°C oder mehr.
Das Δε des Flüssigkristallmediums gemäß der Erfindung bei 1 kHz und 20°C beträgt vorzugsweise 1 oder mehr, stärker bevorzugt 2 oder mehr und ganz bevorzugt 3 oder mehr.
Das Δn der Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung liegt bei 589 nm (Na^D) und 20°C vorzugsweise im Bereich von 0,200 oder mehr bis 0,90 oder weniger, stärker bevorzugt im Bereich von 0,250 oder mehr bis 0,90 oder weniger, noch stärker bevorzugt im Bereich von 0,300 oder mehr bis 0, 85 oder weniger und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,350 oder mehr bis 0,800 oder weniger.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung beträgt das Δn der Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 0,40 oder mehr, stärker bevorzugt 0,45 oder mehr.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Verbindungen der Formel IA in den Flüssigkristallmedien vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 10% bis 100%, stärker bevorzugt von 30% bis 95%, noch stärker bevorzugt von 40% bis 90% und ganz bevorzugt von 50% bis 90% der Gesamtmischung verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Verbindungen der Formel IB in den Flüssigkristallmedien vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 10% bis 100%, stärker bevorzugt von 30% bis 95%, noch stärker bevorzugt von 40% bis 90% und ganz bevorzugt von 50% bis 90% der Gesamtmischung verwendet.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der die Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IIA und IIB enthalten, werden die weiteren Verbindungen vorzugsweise wie folgt eingesetzt.
Die Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IIA und IIB werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 1% bis 30%, stärker bevorzugt von 2% bis 20%, stärker bevorzugt von 3% bis 18% und ganz bevorzugt von 4% bis 16% der Gesamtmischung verwendet.
Die Verbindungen der Formel IV werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 1% bis 20%, stärker bevorzugt von 2% bis 15%, noch stärker bevorzugt von 3% bis 12% und ganz bevorzugt von 5% bis 10% der Gesamtmischung verwendet.
Die Flüssigkristallmedien enthalten vorzugsweise insgesamt 70% bis 100%, stärker bevorzugt 80% bis 100% und ganz bevorzugt 90% bis 100% und insbesondere 95% bis 100% der Verbindungen der Formeln IA, IB, IIA, IIB und IV bis IX, vorzugsweise der Formeln I, IIA, IIB und IV, vorzugsweise bestehen sie überwiegend daraus und ganz bevorzugt bestehen sie vollständig daraus.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der die Flüssigkristallmedien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel IIIA und IIIB enthalten, werden die weiteren Verbindungen vorzugsweise wie folgt eingesetzt.
Die Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel IIIA und IIIB werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 1% bis 60%, stärker bevorzugt von 5% bis 55%, stärker bevorzugt von 7% bis 50% und ganz bevorzugt von 10% bis 45% der Gesamtmischung verwendet.
Wenn die Flüssigkristallmedien nur eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIA aber keine Verbindungen der Formel IIIB enthält, werden die Verbindungen der Formel IIIA vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 10% bis 60%, stärker bevorzugt von 20% bis 55%, stärker bevorzugt von 30% bis 50% und ganz bevorzugt von 35% bis 45% der Gesamtmischung verwendet.
Wenn die Flüssigkristallmedien nur eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIB aber keine Verbindungen der Formel IIIA enthält, werden die Verbindungen der Formel IIIB vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 5% bis 45%, stärker bevorzugt von 10% bis 40%, stärker bevorzugt von 15% bis 35% und ganz bevorzugt von 20% bis 30% der Gesamtmischung verwendet.
Wenn die Flüssigkristallmedien sowohl eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIA, als auch eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIB enthält, werden die Verbindungen der Formel IIIA vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 5% bis 50%, stärker bevorzugt von 10% bis 45%, stärker bevorzugt von 15% bis 30% und ganz bevorzugt von 20% bis 25% der Gesamtmischung und die Verbindungen der Formel IIIB in einer Gesamtkonzentration von 1% bis 35%, stärker bevorzugt von 5% bis 30%, stärker bevorzugt von 7% bis 25% und ganz bevorzugt von 10% bis 20% der Gesamtmischung verwendet.
Die Verbindungen der Formel IV werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 1% bis 20%, stärker bevorzugt von 2% bis 15%, noch stärker bevorzugt von 3% bis 12% und ganz bevorzugt von 5% bis 10% der Gesamtmischung verwendet.
Die Flüssigkristallmedien enthalten vorzugsweise insgesamt 70% bis 100%, stärker bevorzugt 80% bis 100% und ganz bevorzugt 90% bis 100% und insbesondere 95% bis 100% an Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA, IB, IIIA, IIIB, und IV bis IX, vorzugsweise der Formeln IA und IB und/oder IIIA und/oder IIIB, vorzugsweise bestehen sie überwiegend daraus und ganz bevorzugt bestehen sie vollständig daraus.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die flüssigkristallinen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel V und eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die flüssigkristallinen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel V und eine oder mehrere Verbindungen der Formel VII.
Ebenfalls bevorzugt enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen der Formel V, eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI und eine oder mehrere Verbindungen der Formel VIII.
Wenn die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung eine oder mehrere Verbindungen der Formel V enthalten, beträgt die Konzentration dieser Verbindungen bevorzugt insgesamt 10 bis 30%, bevorzugt 15 bis 25% und besonders bevorzugt 18 bis 22%.
Wenn die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI enthalten, beträgt die Konzentration dieser Verbindungen bevorzugt insgesamt 15 bis 35%, bevorzugt 18 bis 30% und besonders bevorzugt 22 bis 26%.
Wenn die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung eine oder mehrere Verbindungen der Formel VII enthalten, beträgt die Konzentration dieser Verbindungen bevorzugt insgesamt 4 bis 25%, bevorzugt 8 bis 20% und besonders bevorzugt 10 bis 14%.
Wenn die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung eine oder mehrere Verbindungen der Formel VIII enthalten, beträgt die Konzentration dieser Verbindungen bevorzugt insgesamt 15 bis 35%, bevorzugt 18 bis 30% und besonders bevorzugt 22 bis 26%.
Wenn die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung eine oder mehrere Verbindungen der Formel IX enthalten, beträgt die Konzentration dieser Verbindungen bevorzugt insgesamt 5 bis 25%, bevorzugt 10 bis 20% und besonders bevorzugt 13 bis 17%.
In der vorliegenden Anmeldung beschreibt der Ausdruck dielektrisch positiv Verbindungen oder Komponenten mit Δε > 3,0, dielektrisch neutral mit –1,5 ≤ Δε ≤ 3,0 und dielektrisch negativ mit Δε < –1,5. Δε wird bei einer Frequenz von 1 kHz und 20°C bestimmt. Die dielektrische Anisotropie der jeweiligen Verbindung wird aus den Ergebnissen einer Lösung von 10% der jeweiligen einzelnen Verbindung in einer nematischen Host-Mischung bestimmt. Wenn die Löslichkeit der jeweiligen Verbindung in der Host-Mischung weniger als 10% beträgt, wird die Konzentration auf 5% reduziert. Die Kapazitäten der Testmischungen werden sowohl in einer Zeile mit homeotroper als auch mit homogener Orientierung bestimmt. Die Schichtdicke beträgt bei beiden Zelltypen ca. 20 μm. Die angelegte Spannung ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 1 kHz und einem Effektivwert von typischerweise 0,5 V bis 1,0 V, wird jedoch stets so ausgewählt, dass sie unterhalb der kapazitiven Schwelle für die jeweilige Testmischung liegt.
Hierbei gelten die folgenden Definitionen. Δε ≡ (ε_|| – ε_⊥) und ε_Mittel ≡ (ε_|| + 2ε_⊥)/3.
Als Host-Mischung wird für dielektrisch positive Verbindungen die Mischung ZLI-4792 und für dielektrisch neutrale sowie für dielektrisch negative Verbindungen die Mischung 7LI-3086 verwendet, beide von Merck KGaA, Deutschland. Die absoluten Werte der dielektrischen Konstanten der Verbindungen werden aus der Änderung der jeweiligen Werte der Host-Mischung bei Zugabe der interessierenden Verbindungen bestimmt. Die Werte werden auf eine Konzentration der interessierenden Verbindungen von 100% extrapoliert.
Komponenten, die bei der Messtemperatur von 20°C eine nematische Phase aufweisen, werden als solche gemessen, alle anderen werden wie Verbindungen behandelt.
Der Ausdruck Schwellenspannung bezeichnet in der vorliegenden Anmeldung die optische Schwelle und ist für 10% relativen Kontrast (V₁₀) angegeben, der Ausdruck Sättigungsspannung bezeichnet die optische Sättigung und ist für 90% relativen Kontrast (V₉₀) angegeben, in beiden Fällen, soweit nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Die kapazitive Schwellenspannung (V₀), auch Freedericks-Schwelle V_Fr genannt, wird nur verwendet, wenn dies ausdrücklich genannt ist.
Die in dieser Anmeldung angegebenen Parameterbereiche schließen sämtlich die Grenzwerte ein, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Die unterschiedlichen für verschiedene Bereiche von Eigenschaften angegebenen oberen und unteren Grenzwerte ergeben in Kombination miteinander zusätzliche bevorzugte Bereiche.
In der gesamten Anmeldung gelten, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, die folgenden Bedingungen und Definitionen. Alle Konzentrationen sind in Massenprozent angegeben und beziehen sich jeweils auf die Gesamtmischung, alle Temperaturen und alle Temperaturunterschiede sind in Grad Celsius bzw. Differenzgrad angegeben. Alle physikalischen Eigenschaften werden nach „Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals”, Stand Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland, bestimmt und sind für eine Temperatur von 20°C aufgeführt, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben. Die optische Anisotropie (Δn) wird bei einer Wellenlänge von 589,3 nm bestimmt. Die dielektrische Anisotropie (Δε) wird bei einer Frequenz von 1 kHz bestimmt. Die Schwellenspannungen sowie alle anderen elektrooptischen Eigenschaften werden mit bei Merck KGaA, Deutschland, hergestellten Testzellen bestimmt. Die Testzellen für die Bestimmung von Δε besitzen eine Schichtdicke von circa 20 μm. Bei der Elektrode handelt es sich um eine kreisförmige ITO-Elektrode mit einer Fläche von 1,13 cm² und einem Schutzring. Die Ausrichtungsschichten sind SE-1211 von Nissan Chemicals, Japan, für homeotrope Ausrichtung (ε_||) und Polyimid AL-1054 von Japan Synthetic Rubber, Japan, für homogene Ausrichtung (ε_⊥). Die Bestimmung der Kapazitäten erfolgt mit einem Frequenzgang-Analysegerät Solatron 1260 unter Verwendung einer Sinuswelle mit einer Spannung von 0,3 V_rms.
Als Licht wird bei den elektrooptischen Messungen weißes Licht verwendet. Dabei wird ein Aufbau mit einem im Handel erhältlichen Gerät DMS der Fa. Autronic-Melchers, Germany verwendet. Die charakteristischen Spannungen wurden unter senkrechter Beobachtung bestimmt. Die Schwellenspannung (V₁₀), „Mittgrau-Spannung” (V₅₀) und Sättigungsspannung (V₉₀) wurden für 10%, 50% bzw. 90% relativen Kontrast bestimmt.
Die flüssigkristallinen Medien werden bezüglich ihrer Eigenschaften im Frequenzbereich der Mikrowellen untersucht wie in A. Penirschke et al. „Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", 34th European Microwave Conference – Amsterdam, S. 545–548 beschrieben. Vergleiche hierzu auch A. Gaebler et al. „Direct Simulation of Material Permittivites ...", 12MTC 2009 – International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapur, 2009 (IEEE), S. 463–467 und DE 10 2004 029 429 A , in der ebenfalls detailliert ein Messverfahren beschrieben wird.
Der Flüssigkristall wird in eine zylindrische Kapillare aus Polytetrafuorethylen (PTFE) oder Quarzglas gefüllt. Die Kapillare hat einen inneren Radius von 180 μm und einen äußeren Radius von 350 μm. Die effektive Länge beträgt 2,0 cm. Die gefüllte Kapillare wird in die Mitte der zylindrischen Kavität mit einer Resonanzfrequenz von 19 GHz eingebracht. Diese Kavität hat eine Länge von 11,5 mm und einen Radius von 6 mm. Daraufhin wird das Eingangssignal („source”) angelegt und das Ergebnis des Ausgangssignals mit einem kommerziellen Netzwerkanalysator („vector network analyzer”) aufgenommen. Für andere Frequenzen werden die Abmessungen der Kavität entsprechend angepasst.
Aus der Änderung der Resonanzfrequenz und des Q-Faktors, zwischen der Messung mit der mit dem Flüssigkristall gefüllten Kapillare und der Messung ohne der mit dem Flüssigkristall gefüllten Kapillare, wird die dielektrische Konstante und der Verlustwinkel bei der entsprechenden Zielfrequenz mittels der Gleichungen 10 und 11 der zuvor genannten Druckschrift A. Penirschke et al., 34th European Microwave Conference-Amsterdam, S. 545–548 bestimmt, wie dort beschrieben.
Die Werte für die Komponenten der Eigenschaften senkrecht bzw. and parallel zum Direktor des Flüssigkristalls werden durch Orientierung des Flüssigkristalls in einem Magnetfeld erhalten. Dazu wird das Magnetfeld eines Permanentmagneten verwendet. Die Stärke des Magnetfelds beträgt 0,35 Tesla. Die Orientierung des Magneten wird entsprechend eingestellt und dann entsprechend um 90° gedreht.
Die Werte für die Komponenten der Eigenschaften senkrecht bzw. and parallel zum Direktor des Flüssigkristalls werden durch Orientierung des Flüssigkristalls in einem Magnetfeld ergalten. Dazu wird das Magnetfeld eines Permanentmagneten verwendet. Die Stärke des Magnetfelds beträgt 0.35 Tesla. Die Orientierung des Magneten wird entsprechend eingestellt und dann entsprechend um 90° gedreht.
Bevorzugte Bauelemente sind Phasenschieber, Varaktoren, Funk- und Radiowellenantennenarrays, „matching circuit adaptive filters” und andere.
In der vorliegenden Anmeldung, bedeutet, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, der Begriff Verbindungen sowohl eine Verbindung, als auch mehrere Verbindungen.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien weisen bevorzugt nematische Phasen von jeweils mindestens von –20°C bis 80°C, bevorzugt von –30°C bis 85°C und ganz besonders bevorzugt von –40°C bis 100°C auf. Insbesondere bevorzugt reicht die Phase bis 120°C oder mehr, bevorzugt bis 140°C oder mehr und ganz besonders bevorzugt bis 160°C oder mehr. 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 in einem Fließviskosimeter bei der entsprechenden Temperatur durchgeführt sowie durch Lagerung in Testzellen, mit einer Schichtdicke von 5 um, für mindestens 100 Stunden überprüft. Bei hohen Temperaturen wird der Klärpunkt nach üblichen Methoden in Kapillaren gemessen.
Ferner sind die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien durch hohe optische Anisotropien im sichtbaren Bereich gekennzeichnet. Die Doppelbrechung bei 589 nm beträgt bevorzugt 0,20 oder mehr, besonders bevorzugt 0,25 oder mehr, besonders bevorzugt 0,30 oder mehr, besonders bevorzugt 0,40 oder mehr und ganz besonders bevorzugt 0,45 oder mehr. Außerdem beträgt die Doppelbrechung bevorzugt 0,80 oder weniger.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die eingesetzten Flüssigkristallmedien eine positive dielektrische Anisotropie (Δε) auf. Diese ist bevorzugt 1,8 oder größer und 15,0 oder kleiner, mehr bevorzugt 2,0 oder größer und 10,0 oder kleiner, besonders bevorzugt 3,0 oder größer und 8,0 oder kleiner und ganz besonders bevorzugt 3,5 oder größer und 6,0 oder kleiner.
Wenn die eingesetzten Flüssigkristallmedien eine negative dielektrische Anisotropie (Δε) aufweisen, ist diese bevorzugt kleiner oder gleich –2,5, besonders bevorzugt kleiner oder gleich –4,0 und ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich –5,0.
In dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die eingesetzten Flüssigkristallmedien eine negative dielektrische Anisotropie (Δε) aufweisen, ist deren Betrag bevorzugt 1,5 oder größer und 15,0 oder kleiner, besonders bevorzugt 1,8 oder größer und 12,0 oder kleiner und ganz besonders bevorzugt 2,0 oder größer und 10,0 oder kleiner. Ferner sind die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien durch hohe Anisotropien im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich gekennzeichnet. Die Doppelbrechung beträgt z. B. bei ca. 8,3 GHz bevorzugt 0,14 oder mehr, besonders bevorzugt 0,15 oder mehr, besonders bevorzugt 0,20 oder mehr, besonders bevorzugt 0,25 oder mehr und ganz besonders bevorzugt 0,30 oder mehr. Außerdem beträgt die Doppelbrechung bevorzugt 0,80 oder weniger.
Die dielektrische Anisotropie im μ-Wellenbereich ist definiert als Δε_r ≡ (ε_r,|| – ε_r,⊥).
Die Modulierbarkeit bzw. Steuerbarkeit („tunability”, τ) ist definiert als τ ≡ (Δε_r/ε_r,||).
Die Materialgüte (η) ist definiert als η ≡ (τ/tanδ_εr,Max.), mit dem maximalen dielektrischen Verlust tanδ_εr,Max. ≡ Max.(tanδ_εr,⊥; tanδ_εr,||}.
Die Materialgüte (η) der bevorzugten Flüssigkristallmaterialien beträgt 6 oder mehr, bevorzugt 8 oder mehr, bevorzugt 10 oder mehr, bevorzugt 15 oder mehr, bevorzugt 17 oder mehr, bevorzugt 20 oder mehr, besonders bevorzugt 25 oder mehr und ganz besonders bevorzugt 30 oder mehr und insbesondere 40 oder mehr oder sogar 50 oder mehr.
Die bevorzugten Flüssigkristallmaterialien haben in den entsprechenden Bauteilen Phasenschiebergüten von 15°/dB oder mehr, bevorzugt von 20°/dB oder mehr, bevorzugt von 30°/dB oder mehr, bevorzugt von 40°/dB oder mehr, bevorzugt von 50°/dB oder mehr, besonders bevorzugt von 80°/dB oder mehr und ganz besonders bevorzugt von 100°/dB oder mehr.
In einigen Ausführungsformen können jedoch auch Flüssigkristalle mit eine negativen Wert der dielektrischen Anisotropie vorteilhaft verwendet werden.
Die eingesetzten Flüssigkristalle sind entweder Einzelsubstanzen oder Mischungen. Bevorzugt weisen sie eine nematische Phase auf.
Der Ausdruck ”Alkyl” umfasst vorzugsweise geradkettige und verzweigte Alkylgruppen, sowie Cycloalkylgruppen, jeweils mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl, sowie Cyclopropyl und Cyclohexyl. Gruppen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen sind im Allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck ”Alkenyl” umfasst vorzugsweise geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind C₂ bis C₇-1E-Alkenyl, C₄ bis C₇-3E-Alkenyl, C₅ bis C₇-4-Alkenyl, C₆ bis C₇-5-Alkenyl und C₇-6-Alkenyl, insbesondere C₂ bis C₇-1E-Alkenyl, C₄ bis C₇-3E-Alkenyl und C₅ bis 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 dergleichen. 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_nH_2n+1-O-(CH₂)_m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 10 bedeuten. Vorzugsweise ist hier n 1 und m 1 bis 6.
Verbindungen mir einer Vinyl-Endgruppe und Verbindungen mit einer Methyl-Endgruppe haben eine geringe Rotationsviskosität.
In der vorliegenden Anmeldung bedeuten sowohl Hochfrequenztechnik als auch Höchstfrequenztechnik Anwendungen mit Frequenzen im Bereich von 1 MHz bis 100 THz, bevorzugt von 1 GHz bis 30 THz, stärker bevorzugt 2 GHz bis 10 THz, insbesondere bevorzugt von ca. 5 bis 5 THz.
Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden E Findung können weitere Zusatzstoffe und chirale Dotierstoffe in den üblichen Konzentrationen beinhalten. Die Gesamtkonzentration dieser weiteren Bestandteile liegt im Bereich von 0% bis 10%, vorzugsweise 0,1% bis 6%, bezogen auf die Gesamtmischung. Die Konzentrationen der einzelnen verwendeten Verbindungen liegen vorzugsweise jeweils im Bereich von 0,1% bis 3%. Die Konzentration dieser und ähnlicher Zusatzstoffe wird bei der Angabe der Werte und Konzentrationsbereiche der Flüssigkristallkomponenten und Flüssigkristallverbindungen der Flüssigkristallmedien in dieser Anmeldung nicht berücksichtigt.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bestehen aus mehreren Verbindungen, vorzugsweise aus 3 bis 30, stärker bevorzugt aus 4 bis 20 und ganz bevorzugt aus 4 bis 15 Verbindungen. Diese Verbindungen werden auf herkömmliche Weise gemischt. In der Regel wird die gewünschte Menge der in der geringeren Menge verwendeten Verbindung in der in der größeren Menge verwendeten Verbindung gelöst. Liegt die Temperatur über dem Klärpunkt der in der höheren Konzentration verwendeten Verbindung, ist die Vervollständigung des Lösungsvorgangs besonders leicht zu beobachten. Es ist jedoch auch möglich, die Medien auf anderen üblichen Wegen, beispielsweise unter Verwendung von so genannten Vormischungen, bei denen es sich z. B. um homologe oder eutektische Mischungen von Verbindungen handeln kann, oder unter Verwendung von so genannten „Multi-Bottle”-Systemen, deren Bestandteile selbst gebrauchsfertige Mischungen sind, herzustellen.
Alle Temperaturen, wie z. B. der Schmelzpunkt T(K, N) bzw. T(K, S), der Übergang von der smektischen (S) zur nematischen (N) Phase T(S, N) und der Klärpunkt T(N, I) der Flüssigkristalle sind in Grad Celsius angegeben. Alle Temperaturdifferenzen sind in Differenzgraden angegeben.
In der vorliegenden Erfindung und insbesondere in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der mesogenen Verbindungen durch Abkürzungen angegeben, die auch als Akronyme bezeichnet werden. In diesen Akronymen sind die chemischen Formeln unter Verwendung der folgenden Tabellen A bis C wie folgt abgekürzt. Alle Gruppen C_nH_2n+1, C_mH_2m+1 und C_lH_2l+1 bzw. C_nH_2n-1, C_mH_2m-1 und C_lH_2l-1 bedeuten geradkettiges Alkyl bzw. Alkenyl, vorzugsweise 1-E-Alkenyl, jeweils mit n, m bzw. I C-Atomen, wobei n, m und I unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 9, bevorzugt bis 7 bzw. von 2 bis 9, bevorzugt bis 7 bedeuten. C_oH_2o+1 bedeutet geradkettiges Alkyl mit 1 bis 7, bevorzugt bis 4 C-Atomen, oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 7, bevorzugt bis 4 C-Atomen.

In der Tabelle A werden die für die Ringelemente der Kernstrukturen der Verbindungen verwendeten Codes aufgeführt, während in der Tabelle B die Verknüpfungsgruppen gezeigt sind. Tabelle C gibt die Bedeutungen der Codes für die Endgruppen der linken bzw. rechten Seite. In Tabelle D sind Beispielstrukturen von Verbindungen mit ihren jeweiligen Abkürzungen zusammengestellt. Tabelle A: Ringelemente

Tabelle B: Verknüpfungsgruppen

E	-CH₂CH₂-	Z	-CO-O-
V	-CH=CH-	ZI	-O-CO-
X	-CF=CH-	O	-CH₂-O-
XI	-CH=CF-	OI	-O-CH₂-
B	-CF=CF-	Q	-CF₂-O-
T	-C≡C-	QI	-O-CF₂-
W	-CF₂CF₂-

Tabelle C: Endgruppen

Linke Seite		Rechte Seite,
		Verwendung allein
-n-	C_nH_2n+1-	-n	-C_nH_2n+1
-nO-	C_nH_2n+1-O-	-nO	-O-C_nH_2n+1
-V-	CH₂=CH	-V	-CH=CH₂
-nV-	C_nH_2n+1-CH=CH	-nV	-C_nH_2n-CH=CH₂
-Vn-	CH₂=CH-C_nH_2n+1-	-Vn	-CH=CH-C_nH_2n+1
-nVm-	C_nH_2n+1-CH=CH-C_mH_2m	-nVm	-C_nH_2n-CH=CH-C_mH_2m+1
-N-	N≡C	-N	-C≡N
-S-	S=C=N	-S	-N=C=S
-F-	F	-F	-F
-CL-	Cl	-CL	-Cl
-M-	CFH₂-	-M	-CFH₂
-D-	CF₂H	-D	-CF₂H
-T-	CF₃-	-T	-CF₃
-MO-	CFH₂O-	-OM	-OCFH₂
-DO-	CF₂HO-	-OD	-OCF₂H
-TO-	CF₃O-	-OT	-OCF₃
-OXF-	CF₂=CH-O-	-OXF	-O-CH=CF₂
-A-	H-C≡C-	-A	-C≡C-H
-nA-	C_nH_2n+1-C≡C	-An	-C≡C-C_nH_2n+1
-NA-	N≡C-C≡C-	-AN	-C≡C-C≡N
Verwendung zusammen mit anderen
-...A...	-C≡C-	-...A...	-C≡C-
-...V...-	CH=CH	-...V...	-CH=CH
-...Z...	-CO-O-	-...Z...	-CO-O-
-...ZI...	-O-CO-	-...ZI...	-O-CO-
-...K...-	-CO	-...K...	-CO
-...W...	-CF=CF-	-...W...	-CF=CF-

worin n und m jeweils ganze Zahlen bedeuten und die drei Punkte „...” Platzhalter für andere Abkürzungen aus dieser Tabelle sind. in der folgenden Tabelle werden Beispielstrukturen zusammen mit ihren jeweiligen Abkürzungen angegeben. Diese werden gezeigt, um die Bedeutung der Regeln für die Abkürzungen zu demonstrieren. Weiterhin stellen sie Verbindungen dar, die vorzugsweise verwendet werden.

Tabelle D: Beispielstrukturen
Die Beispielstrukturen zeigen besonders bevorzugt eingesetzte Verbindungen. Beispiele für Verbindungen der Komponente A

(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7} und m ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}.)
Beispiele für Verbindungen der Komponente B
(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7} und m ∍ {1; 2; 3; 4}.) Beispiele für Verbindungen der Komponente C

(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7} und m ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7})
Beispiele für Verbindungen der Komponente E
Verbindungen mit drei 6-gliedrigen Ringen

(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}, m ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}, und k ∍ {0; 1; 2; 3; 4}, bevorzugt 0 oder 2, und I ∍ {0; 1; 2; 3}.)
Verbindungen mit vier 6-gliedrigen Ringen
(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7} und m ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7})
Beispielstrukturen eingesetzter polarer Verbindungen:
(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}.)
Beispielstrukturen weiterer bevorzugt eingesetzter neutraler Verbindungen:

(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}, m ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}, und k ∍ {0; 1; 2; 3; 4}, bevorzugt 0 oder 2, und I ∍ {0; 1; 2; 3}.)
Beispielstrukturen weiterer eingesetzter polarer Verbindungen:

(n ∍ {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}.)
In der folgenden Tabelle, Tabelle E, sind Beispielverbindungen zusammengestellt, die in den mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung als Stabilisator verwendet werden können. Die Gesamtkonzentration dieser bzw. ähnlicher Verbindungen in den Medien beträgt bevorzugt 5% oder weniger. Tabelle E
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die mesogenen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle E.
In der folgenden Tabelle, Tabelle F, sind Beispielverbindungen zusammengestellt, die in den mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als chirale Dotierstoffe verwendet werden können. Tabelle F
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die mesogenen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle F.
Vorzugsweise enthalten die mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung zwei oder mehr, vorzugsweise vier oder mehr, Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der obigen Tabellen.
Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten vorzugsweise

– sieben oder mehr, vorzugsweise acht oder mehr Verbindungen, vorzugsweise Verbindungen mit drei oder mehr, vorzugsweise vier oder mehr unterschiedlichen Formeln, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle D.

Beispiele
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne sie in irgendeiner Weise zu beschränken. Aus den physikalischen Eigenschaften wird dem Fachmann jedoch deutlich, welche Eigenschaften zu erzielen sind und in welchen Bereichen sie modifizierbar sind. Insbesondere ist also die Kombination der verschiedenen Eigenschaften, die vorzugsweise erreicht werden können, für den Fachmann gut definiert.
Die eingesetzten Acetylene, soweit nicht kommerziell erhältlich, werden nach Standard-Laborvorschriften synthetisiert. Substanzbeispiele A: Beispielverbindungen der Formel IA für Komponente A Synthesebeispiel 1a: 1,4-Bis(4-n-butyl-phenylethynyl)-2,5-dimethvlbenzol
9 g (54 mmol) 4-n-Butyl-phenylacetylen werden in 200 mL Tetrahydrofuran vorgelegt, auf –75°C gekühlt und mit 54 mL (1,0 M in Hexan, 54 mmol) Lithiumhexamethyldisilazid versetzt. Nach 1 h werden 54 mL (1,0 M in Hexan, 54 mmol) B-Methoxy-9-borabicycloj3.3.1]nonan zugesetzt und für eine weitere Stunde gerührt.
Diese Lösung wird zu einer Losung aus 1,5 g (2 mmol) Bis-(tricyclohexylphosphin)-Palladium-(II)-chlorid und 5,3 g (20 mmol) 1,4-Dibrom-2,5-dimethylbenzol in 300 mL Tetrahydrofuran getropft und 16 h refluxiert.
Die Aufarbeitung erfolgt durch Zugabe von MTB und Wasser, die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase wird einmal mit MTB extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumchloridlsg. gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, abfiltriert und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan/Chlorbutan = 1:1) gereinigt; die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Heptan bzw. Heptan/Chlorbutan = 1:1.
MS (EI): m/z (%) = 418 (100, M⁺), 375 (26, [M-Propyl]⁺), 166 (9, [M-2x Propyl]²⁺).
Phasenfolge: K 125°C N 142,8°C I.
Daten extrapoliert aus 10%-iger Lösung in ZLI-4792:
Δε = +2,6; Δn = 0,414 und γ₁ = 2.080 mPa·s.
Synthesebeispiel 2a: 1,4-Bis(4-n-butyl-phenylethynyl)-2,6-dimethylbenzol
Analog zu der unter 1A beschriebenen Synthese wird 1,4-Bis(4-n-butylphenylethynyl)-2,6-dimethylbenzol aus 4-n-Butyl-phenylacetylen und 1-Iod-4-brom-2,6-dimethylbenzol hergestellt.
MS (EI): m/z (%) = 418 (100, M⁺), 375 (27, [M-Propyl]⁺), 166 (10, [M-2x Propyl]²⁺).
Phasenfolge: K 115°C N 145,8°C I.
Daten extrapoliert aus 10%-iger Lösung in ZLI-4792:
Δε = +2,4; Δn = 0,409 und γ₁ = 1.940 mPa·s. Synthesebeispiel 3a: 1-(4-n-propyl-phenylethynyl)-2-fluor,4-(4-n-hexylphenylethynyl),6-ethylbenzol
3a.1 Synthese von rac-2-Fluor-6-(1-hydroxyethyl)-1,4-dibrombenzol
120 g (0,36 mol) 6-Fluor-1,2,4-tribrombenzol in 120 ml Tetrahydrofuran werden zu 290 ml (0,38 mol, 1,3 M Lösung in Tetrahydrofuran) auf –70°C gekühlten Isopropylmagnesiumchlorid-Lithiumchlorid-Komplex getropft und 2 h bei –50°C gerührt. Anschließend wird auf –70°C gekühlt, bevor 17,6 g (0,4 mol) Acetaldehyd in 40 ml Tetrahydrofuran zugetropft werden. Der Ansatz wird langsam bis auf –20°C erwärmt und dann durch die Zugabe von gesättigter Ammoniumchloridlösung gequencht.
Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase mit MTB extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet um am Rotationsverdampfer eingeengt. Der so erhaltene Rückstand wird mehrmals säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan – (Gradient) Heptan/MTB = 4:1) gereinigt, wobei die Polarität des Laufmittels sukzessive durch die Zugabe von MTB erhöht wird. 3a.2 Synthese von 2-Fluor-6-ethyl-1,4-dibrombenzol
11 g (36,9 mmol) des in der vorhergehenden Reaktion erhaltenen Alkohols werden in 25 ml Dichlormethan vorgelegt, mit 8,7 g (75,2 mmol) Triethylsilan versetzt und 3 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend werden 10,4 g (72,9 mmol) Bortrifluorid-Diethyletherat zugetropft und 12 Tage bei einer Temperatur nahe unterhalb der Siedetemperatur gerührt. Der dann nahezu vollständig aufkonzentrierte Ansatz wird gekühlt, mit MTB und 2M Natronlauge versetzt und 3 h kräftig gerührt. Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase zweimal mit MTB extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet um am Rotationsverdampfer eingeengt. Der so erhaltene Rückstand wird säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt. 3a.3 Synthese von 1-Brom-2-Fluor-4-(4-n-hexyl-phenylethynyl)-6-ethybenzol
3,4 g (12 mmol) des in der vorhergehenden Reaktion erhaltenen Dibromids, 2,6 g (13,9 mmol) 4-n-Hexyl-phenylacetylen, 0,5 g (0,7 mmol) Bis(triphenylphosphin)-palladium-(II)-chlorid und 70 mg (0,35 mmol) Kupfer-(I)-iodid werden in 70 ml Diisopropylamin vorgelegt, 1 h bei 50°C gerührt und 1 h unter Rückfluss erhitzt. Der Ansatz wird abgekühlt und vom entstandenen Niederschlag abfiltriert. Das Filtrat wird am Rotationsverdampfer eingeengt und der so erhaltene Rückstand säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt. 3a.4 Synthese von 1-(4-n-propyl-phenylethynyl)-2-fluor,4-(4-n-hexylphenylethynyl),6-ethylbenzol
2 g (5,2 mmol) des in der vorhergehenden Reaktion erhaltenen Bromids, 1,2 g (8,3 mmol) 4-n-Propyl-phenylacetylen, 0,2 g (0,28 mmol) Bis(triphenylphosphin)-palladium-(II)-chlorid und 30 mg (0,16 mmol) Kupfer-(I)-iodid werden in 30 ml Diisopropylamin vorgelegt und unter Rückfuss erhitzt. Nach 1 h und nach 12 h werden je weitere 1,2 g 4-n-Propylphenylacetylen in wenig Diisopropylamin nachgelegt, bevor nach insgesamt 60 h abgekühlt und vom entstandenen Niederschlag abfiltriert wird.
Das Filtrat wird am Rotationsverdampfer eingeengt und der so erhaltene Rückstand säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt; die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Heptan.
Phasenfolge: K 33°C N 90°C I.
Daten extrapoliert aus 10%-iger Losung in ZLI-4792:
Δε = +1,8; Δn = 0,389 und γ₁ = 1.530 mPa·s. Synthesebeispiel 4a: 1-(4-n-propyl-phenylethynyl)-2-fluor,4-(4-n-hexylphenylethynyl),6-ethylbenzol
4a.1 Synthese von 2-(4-n-propyl-phenylethynyl)-4-fluor-5-brombenzol
20 g (63,5 mmol) 5-Brom-4-fluor-2-iodtoluol, 10,5 g (73 mmol) 4-n-Propylphenylacetylen, 2,5 g (3,6 mmol) Bis(triphenylphosphin)-palladium-(II)-chlorid und 300 mg (1,8 mmol) Kupfer-(I)-iodid werden in 250 ml Diisopropylamin vorgelegt, 3 h unter Rückfluss erhitzt, abgekühlt und vom entstandenen Niederschlag abfiltriert. Das Filtrat wird am Rotationsverdampfer eingeengt und der so erhaltene Rückstand säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt. 4a.2 Synthese von 1-(4-n-propyl-phenylethynyl)-2-fluor,4-(4-n-hexylphenylethynyl),6-ethylbenzol
9,6 g (28,9 mmol) des in der vorhergehenden Reaktion erhaltenen Bromids, 7 g (37,6 mmol) 4-n-Hexyl-phenylacetylen, 1,7 g (2,4 mmol) Bis(triphenylphosphin)-palladium-(II)-chlorid und 200 mg (1,2 mmol) Kupfer-(I)-iodid werden in 250 ml Diisopropylamin vorgelegt, 2 h unter Rückfluss erhitzt, abgekühlt und vom entstandenen Niederschlag abfiltriert. Das Filtrat wird am Rotationsverdampfer eingeengt und der so erhaltene Rückstand säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt; die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Heptan.
MS (EI): m/z (%) = 436 (100, M⁺), 407 (8, [M-Ethyl]⁺), 365 (39, [M-Pentyl]⁺), 336 (12).
Phasenfolge: K 50°C N 148,7°C I.
Daten extrapoliert aus 10%-iger Lösung in ZLI-4792:
Δε +2,3; Δn = 0,427 und γ₁ = 1.490 mPa·s. Synthesebeispiel 5a: Synthese von 1,4-Bis-(4-n-butyl-phenylethynyl)-2,3,5,6-tetramethylbenzol
8,1 g (20 mmol) 1,4-Diiod-2,3,5,6-tetramethybenzol, 7,5 g (47,3 mmol) 4-n-Butyl-phenylacetylen, 2 g (2,9 mmol) Bis(triphenylphosphin)-palladium-(II)-chlorid und 550 mg (2,9 mmol) Kupfer-(I)-iodid werden in 100 ml Triethylamin vorgelegt und 3 h unter Rückfuss erhitzt. Dann wird der Ansatz abgekühlt, mit Wasser und MTB versetzt und die Phasen getrennt. Die organische Phase wird mit gesättigter Ammoniumchlorid- und mit Natriumchloridlösung gewaschen, am Rotationsverdampfer eingeengt und der so erhaltene Rückstand säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt; die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Isopropanol.
MS (EI): m/z (%) = 446 (100, M⁺), 421 (15, [M-Propyl]⁺), 180 (8, [M-2x Propyl]²⁺).
Phasenfolge: K 67°C N 225,1°C I.
Daten extrapoliert aus 10%-iger Lösung in ZLI-4792:
Δε = +2,3; Δn = 0,423 und γ₁ = 1.360 mPa·s. Synthesebeispiel 6a: 1,4-Bis(4-n-butyl-phenylethynyl)-2,3,5-trimethylbenzol
6a.1: Synthese von 4-Brom-2,3,6-Trimethylphenol
10 g (71 mmol) 2,3,6-Trimethylphenol werden in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus 250 ml Dichlormethan und 190 ml Methanol, vorgelegt und mit 35,4 g (72 mmol) Tetrabutylammoniumtribromid in 170 ml Dichlormethan und 130 ml Methanol versetzt. Nach 5 h bei Raumtemperatur wird der Ansatz am Rotationsverdampfer eingeengt und der verbleibende Rückstand in MTB aufgenommen. Die organische Lösung wird dreimal mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der erhaltene kristalline Rückstand wird ohne weitere Aufarbeitung in der nächsten Stufe eingesetzt. 6a.2: Synthese von Trifluormethylsulfonyl-4-brom-2,3,6-trimethylphenol
15,5 g (69 mmol) des in der vorhergehenden Reaktion erhaltenen Phenols werden in 230 ml Dichlormethan vorgelegt, mit 14,7 ml (106 mmol) Triethylamin und 200 mg (1,6 mmol) 4-(Dimethylamino)-pyridin versetzt und im Eisbad gekühlt. Dann werden 12,2 ml (72,3 mmol) Trifluormethansulfonsäureanhydrid zugetropft, über Nacht gerührt und dabei bis auf Raumtemperatur erwärmt, bevor der gesamte Ansatz direkt säulenchromatographisch (SiO₂, Dichlormethan) gereinigt wird. 6a.3: Synthese von 1,4-Bis-(4-n-butyl-phenylethynyl)-2,3,5-trimethylbenzol
9 g (54 mmol) 4-n-Butyl-phenylacetylen werden in 100 ml Tetrahydrofuran vorgelegt, auf –78°C gekühlt und mit 54 ml (1,0 M in Hexan, 54 mmol) Lithiumhexamethyldisilazid versetzt. Nach 1 h werden 54 ml (1,0 M in Hexan, 54 mmol) B-Methoxy-9-borabicyclo[3.3.1]nonan zugesetzt und für weitere 2 h gerührt. Sodann wird der Ansatz bis auf –20°C erwärmt, mit 730 mg (0,8 mmol) Tris(dibenzylideneaceton)dipalladium(0), 1,3 g (3,2 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2'-6'-dimethoxybiphenyl sowie 6,9 g (20 mmol) des in der vorhergehenden Reaktion erhaltenen Triflats in 150 ml Tetrahydrofuran versetzt und 16 h unter Rückfluss erhitzt. Die Aufarbeitung erfolgt nach Abkühlung durch Zugabe von MTB und Wasser, die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase wird einmal mit MTB extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, abfiltriert und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt; die Endaufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Heptan.
MS (EI): m/z (%) = 432 (100, M⁺), 389 (20, [M-Propyl]⁺), 173 (8, [M-2x Propyl]²⁺).
Phasenfolge: K136°C N 184,2°C I.
Daten extrapoliert aus 10%-iger Lösung in ZLI-4792:
Δε = +2,4; Δn = 0,412 und γ₁ = 1.650 mPa·s.
Substanzbeispiele B: Beispielverbindungen der Formel IB für Komponente A
Substanzbeispiel 1b
Phasenfolge: K 87°C N 178,5°C I; Δn = 0,436; Δε = 2,8. Substanzbeispiel 2b
Phasenfolge: K 78°C N 172,3°C 1; Δn = 0,437; Δε = 2,6. Substanzbeispiel 3b
Phasenfolge: K 107°C N 211,0°C I; Δn = 0,464; Δε = 3,1. Substanzbeispiel 4b
Phasenfolge: K 87°C N 130,7°C I; Δn = 0,451; Δε = 2,1. Substanzbeispiel 5b
Phasenfolge: K 57°C N 151,7°C I; Δn = 0,445; Δε = 2,0. Substanzbeispiel 6b
Phasenfolge: K 29°C N 119,2°C I; Δn = 0,402; Δε = 1,7. Substanzbeispiel 7b
Phasenfolge: T_g –54°C K 14°C N 119,2°C 1; Δn = 0,393; Δε = 1,8. Substanzbeispiel 8b
Phasenfolge: K 60°C N 121,8°C I; Δn = 0,394; Δε = 1,7. Substanzbeispiel 9b
Phasenfolge: K 81°C N 160,7°C I; Δn = 0,432; Δε = 3,2. Substanzbeispiel 10b
Synthesebeispiel 10b: 1,4-Bis(2-(4-butylphenyl)ethinyl)-2-cyclopropylbenzol 10b.1) 1,4-Dichlor-2-cyclopropylbenzol 2
20 g (73 mmol) 1,4-Dichlor-2-iodbenzol, 9,4 g (110 mmol) Cyclopropylboronsäure, 32 g (147 mmol) Kaliumphosphat, 421 mg (0,7 mmol) Bis(dibenzylidenaceton)palladium(0) (Pd(dba)₂) und 1096 mg (1,5 mmol) 1,2,3,4,5-Pentaphenyl-1-(di-tert-butylphosphan)ferrocen (CTC-QPHOS) werden in 600 ml Toluol gelöst und über Nacht auf 100°C erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung werden 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung zweimal mit Toluol extrahiert (100 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie aufgereinigt. Man erhält die Titelverbindung als farblosen Feststoff. 10b.2) 1,4-Bis(2-(4-butylphenyl)ethinyl)-2-cyclopropylbenzol (1)
5 g (26 mmol) 1,4-Dichlor-2-cyclopropylbenzol, 9,4 g (58 mmol) 1-n-Butyl-4-ethinylbenzol, 19 g (58 mmol) Cesiumcarbonat, 69 mg (0,3 mmol) Bis(acetonitril)palladium(II)clorid und 382 mg (0,8 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropybiphenyl werden unter Stickstoff in 80 ml Dioxan gelöst und über Nacht auf 100°C erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung werden 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung zweimal mit Methyl-t-butylether extrahiert (100 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie aufgereinigt und aus Ethanol umkristallisiert. Man erhält die Titelverbindung 1 als Feststoff.
¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃): 7.4-7.08 (11H, m); 2.5 (4H, m); 1.6-1.3 (9H, m); 0.96 (6H, m); 0.6-0.4 (4H, m).
Phasenfolge: K 72°C N 84,5°C I; Δn = 0,378; Δε = 1,5. Substanzbeispiel 11b
Phasenfolge: T_g –43°C K 46°C N 86,0°C I; Δn = 0,379; Δε = 1,1. Substanzbeispiel 12b
Synthesebeispiel 12b: 1,4-Bis(2-(4-butylphenyl)ethinyl)-2-cyclobutylbenzol (3)
12b.1) 1-(2,5-Dibrombenzol)-cyclobutanol (4)
21,09 g (67 mmol) 1,2,4-Tribrombenzol werden unter Stickstoff in 100 ml THF vorgelegt, auf –45°C gekühlt und eine Lösung (1,3 M) von 51,54 ml (67 mmol) Isopropylmagnesiumchlorid-Lithiumchlorid-Komplex in THF zugetropft. Nach 1 Stunde wird der Ansatz auf –10°C erwärmt und bei dieser Temperatur werden 5 ml (66,34 ml) Cyclobutanon zugetropft. Der Ansatz wird auftauen gelassen und mit gesät. NH₄Cl-Lösung versetzt, mit Methyl-t-butylether extrahiert, die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet, filtriert, das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der Rückstand mit Dichlormethan Ober Kieselgel filtriert. Man erhält von 4, das ohne weitere Aufreinigung in der nächsten Stufe eingesetzt wird. 12b.2) 1,4-Dibrom-2-cyclobutylbenzol (5)
14,5 g (47.39 mmol) von 4 werden unter Stickstoff in 50 ml THF gelöst und bei Raumtemperatur werden 35,72 ml (284,4 mmol) Bortrifluorid-Diethylether-Komplex zugetropft. und portionsweise 12.54 g (189,6 mmol) Natriumcyanoborhydrid. Der Ansatz wird über Nacht unter Rückfluss erhitzt. Der Ansatz wird auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, mit ges. NaHCO₃-Lösung versetzt, mit Methyl-t-butylether extrahiert, die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet, filtriert, das Lösungsmittel i. Vak. entfernt und der Rückstand mit 1-Chlorbutan über Kieselgel filtriert. Man erhält 5 als gelbe Flüssigkeit. 12b.3) 1,4-Bis(2-(4-butylphenyl)ethinyl)-2-cyclobutylbenzol (3)
7,8 g (47,0 mmol) 1-Butyl-4-ethinylbenzol werden unter Stickstoff in 100 ml THF vorgelegt, auf –78°C gekühlt und 63,32 ml (63,20 mmol) einer 1 M Lösung von Lithiumbis(trimethylsilyl)amid in Hexan zugetropft. Nach 1 Stunde werden 63,22 ml (63,20 mmol) einer 1 M Lösung 9-Methoxy-9-BBN in Hexan zugegeben und bei –78°C 2 Stunden rühren gelassen. In einer zweiten Apparatur werden 6,8 g (23,45 mmol) von 5, 0,916 g (1,0 mmol) Tris(dibenzylidene-acetone)dipalladium(0) und 1,64 g (4,0 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2'-6'-dimethoxybiphenyl in 100 ml THF vorgelegt. Die erste Lösung wird langsam zugetropft und der Ansatz über Nacht auf 100°C erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung werden 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung zweimal mit Methyl-t-butylether extrahiert (100 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie aufgereinigt und aus Isopropanol umkristallisiert. Man erhält die Titelverbindung 3 als Feststoff.
Phasenfolge: T_g –39°C K 69°C N 70,1°C I; Δn = 0,359; Δε = 0,9. Substanzbeispiel 13b
Phasenfolge: T_g –36°C K 57°C N (7,0)°C I; Δn = 0,334; Δε = –0,1. Substanzbeispiel 14b
Phasenfolge: T_g –34°C K 47°C N 53,1°C I; Δn = 0,337; Δε = 0,0. Substanzbeispiel 15b
Synthesebeispiel 15b: 2-Cyclohexyl-4-(4-hexyl-benzolethinyl)-1-(4-propylbenzolethinyl)benzol 6 15b.1) 4-chloro-2-cyclohexyl-benzol-Trifluoro-methanesulfonat (7)
19 g (90,2 mmol) 4-Chlor-2-cyclohexylbenzol werden in 264 ml Dichlormethan gelöst, auf –5°C gekühlt, 4.64 ml (33,18 mmol) Triethylamine und 223 mg (1,8 mmol) 4-(Dimethylamino)pyridin zugetropft. Der Ansatz wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und mit Dichloromethan über Kieselgel filtriert. Man erhält das Produkt 7, das ohne weitere Aufreinigung in der nächsten Stufe eingesetzt wird. 15b.2) (4-Chlor-2-cyclohexyl-benzolethinyl)trimethylsilan (8)
21 g (61,3 mmol) 7, 25,8 ml (183,8 mmol) Trimethylsilylacetylen, 2,15 g (3 mmol) Bis(triphenylphosphin)palladium(II)chlorid und 21,2 ml (153,2 mmol) Triethylaminl werden unter Stickstoff in 60 ml N,N-Dimethylformamid gelöst und über Nacht auf 100°C erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung werden 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung zweimal mit Methyl-t-butylether extrahiert (100 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie aufgereinigt. Man erhält das Produkt 8, das ohne weitere Aufreinigung in der nächsten Stufe eingesetzt wird. 15b.3) 4-Chlor-2-cyclohexyl-1-ethinyl-benzol (9)
16,6 g (57,1 mmol) 8 werden in 154 ml Tetrahydrofuran gelöst, auf 0°C gekühlt und 1 M Lösung von Tetra-n-butylammoniumfluorid (68,48 mmol) zugetropft. Der Ansatz wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, mit Wasser versetzt, mit Methyl-t-butylether extrahiert, die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet, filtriert, das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der Rückstand mit Heptan/Toluol über Kieselgel filtriert. Man erhält das Produkt 9, das ohne weitere Aufreinigung in der nächsten Stufe eingesetzt wird. 15b.4) 4-Chlor-2-cyclohexyl-1-p-tolylethinyl-benzol (10)
6,6 g (30,17 mmol) 9, 7,28 g (30,17 mmol) 1-Brom-4-hexylbenzol, 21,63 g (66,39 mmol) Cesiumcarbonat, 78 mg (0,3 mmol) Bis(acetonitril)palladium(II)clorid und 431 mg (0,9 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropybiphenyl werden unter Stickstoff in 90 ml Dioxan gelöst und über Nacht auf 100°C erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung werden 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung zweimal mit Methyl-t-butylether extrahiert (100 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie aufgereinigt. 15b.5) 2-Cyclohexyl-4-(4-hexyl-phenylethinyl)-1-(4-propylphenylethinyl)benzol (6)
4,5 g (11,87 mmol) 10, 1,7 g (11,87 mmol) 1-n-Propyl-4-ethinylbenzol, 8,5 g (26,12 mmol) Cesiumcarbonat, 30 mg (0,1 mmol) Bis(acetonitril)palladium(II)clorid und 170 mg (0,35 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropybiphenyl werden unter Stickstoff in 35 ml Dioxan gelöst und Ober Nacht auf 100°C erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung werden 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung zweimal mit Methyl-t-butylether extrahiert (100 ml). Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie aufgereinigt. Man erhält die Titelverbindung 6 als Feststoff.
Phasenfolge: T_g –23°C I; Δn = 0,294; Δε = –0,6. Substanzbeispiel 16b
Die Verbindung wird gemäß Schema 10 und analog zu bereits in der vorliegenden Anmeldung beschrieben Verbindungen hergestellt.
Phasenfolge: K 90°C N 193,9°C I; Δn = 0,435; Δε = 3,0. Substanzbeispiel 17b
Die Verbindung wird gemäß Schema 10 und analog zu bereits in der vorliegenden Anmeldung beschrieben Verbindungen hergestellt.
Phasenfolge: K 53°C N 143,5°C I; Δn = 0,401; Δε = 2,5. Substanzbeispiel 18b
Die Verbindung wird gemäß Schema 10 und analog zu bereits in der vorliegenden Anmeldung beschrieben Verbindungen hergestellt. Phasenfolge: T_g –49 K 32°C N 126,0°C I; Δn = 0,373; Δε = 1,6. Substanzbeispiel 19b
Substanzbeispiel 20b
Phasenfolge: T_g –45°C C 60°C N 89,1°C I; Δn = 0,348; Δε = 1,3. Substanzbeispiel 21b
Phasenfolge: T_g –32°C K 66°C N (44,1)°C I; Δn = 0,322; Δε = 0,6. Substanzbeispiel 22b
Phasenfolge: T_g –37°C K 52°C N 78,2°C I; Δn = 0,339; Δε = 0,9. Synthesebeispiel 23b:
Schritt 23b.1
25,4 g 2-Brom-1,4-dichlorbenzol, 8,9 ml Iodethan und 13,3 ml DMPU werden in 230 ml THF gelöst und bei –70°C mit einer Lösung von 16,2 g Lithiumtetramethylpiperidit in THF tropfenweise versetzt. Nach weiteren 2 h bei –70°C lässt man das Reaktionsgemisch auf Umgebungstemperatur erwärmen, hydrolysiert den Ansatz mit Wasser und arbeitet extraktiv auf. Das Rohprodukt wird durch fraktionierte Destillation gereinigt. Kp: 73°C/0,1 bar. Farblose Flüssigkeit. Schritt 23b.2
2,4 g wasserfreies Zinkbromid werden in 50 ml THF mit 12,5 ml 5%iger Lösung von Methyllithium in Diethylether bei 25–40°C versetzt. Danach setzt man 0,3 g PdCl₂-dppf, Bis(diphenylphosphinoferrocen)palladiumdichlorid zu, erhitzt zum Sieden und tropft 4,6 g des Produkts des Schritts 1.1, gelöst in etwas THF, zu. Anschließend wird das Reaktionsgemisch für 15 h unter Rückfluss erhitzt. Man hydrolysiert den Ansatz mit Wasser und arbeitet extraktiv auf. Das Rohprodukt wird chromatographisch (Pentan/Kieselgel) aufgereinigt. Farblose Flüssigkeit. Schritt 23b.3
2,4 g 4-Butylphenylacetylen werden in 30 ml THF vorgelegt und auf –78°C abgekühlt. Zu dieser Lösung werden 14,3 ml einer 1 M Lösung von Lithiumbis(trimethylsilyl)amid in Hexan zugetropft und bei –78°C 1 h nachreagieren lassen. Danach werden 14,3 ml einer 1 M Lösung von Methoxy-9-BBN zugetropft und 2 h bei –78°C nachgerührt. In einer zweiten Apparatur wurden 1,0 g des Produkts des letzten Schritts, gelöst in 40 ml THF, mit dem Katalysator aus 0,2 g Tris(dibenzylideneaceton)dipalladium und 0,35 g 2-Dicyclohexylphosphino-2'-6'-dimethoxybiphenyl, vorgelegt, und die Reaktionslösung des ersten Umsatzes bei Raumtemperatur zugesetzt. Es wird 15 h zum Sieden erhitzt. Man hydrolysiert den Ansatz mit Wasser und arbeitet extraktiv auf. Das Rohprodukt wird chromatographisch (Pentan/Kieselgel) aufgereinigt. Nach umkristallisieren aus Pentan erhält man das gereinigte Titelprodukt.
Phasenfolge: K 45 N 180 I. Synthesebeispiel 24b:
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 23b hergestellt.
Phasenfolge: K 118 N 222 I; Δn = 0,435; Δε = 2,6. Synthesebeispiel 25b:
Die Titelverbindung wird analog zu Beispiel 23b hergestellt.
Phasenfolge: K 41 N 161 I. Substanzbeispiel 26b
Synthesebeispiel 26b: 27b.1) Synthese von 1-Iod-4-Bromnaphthalin
100 g (350 mmol) 1,4-Dibromnaphthalin werden in 1 I THF vorgelegt, auf –70°C gekühlt und tropfenweise mit 235 ml n-BuLi (1,6 M in Hexan, 370 mmol) versetzt. Nach 1 h werden 103 g I₂ (406 mmol) in 250 ml THF zugetropft, 2 h bei –70°C nachgerührt, auf 0°C erwärmt und durch die Zugabe von 50 ml (644 mmol) wässriger NaHSO₃-Lösung (w = 39%) gequencht. Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase einmal mit MTB extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumchloridlsg. gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, abfiltriert und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt, die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Isopropanol. 1-Iod-4-Bromnaphthalin wird als gelber Feststoff erhalten. 26b.2) Synthese von 1-Brom-4-(4-n-propyl-phenylethynyl)-naphthalin
15,3 g (43,6 mmol) 1-Iod-4-Bromnaphthalin und 7,25 g (5,3 mmol) 4-n-Propylphenylacetylen werden in 200 ml NEt₃ vorgelegt, mit 170 mg (0,9 mmol) Kupfer(I)iodid und 600 mg (0,9 mmol) Bis(triphenylphosphin)palladium(II)-chlorid versetzt und 30 Minuten refluxiert. Der Ansatz wird abgekühlt, mit Wasser und Heptan versetzt und die Phasen getrennt. Die organische Phase wird mit gesättigter Natriumchloridlsg. gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, abfiltriert und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt, die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Isopropanol. 26b.3) Synthese von 1-(4-n-Butyl-phenylethynyl)-4-(4-n-propylphenylethynyl)-naphthalin
2,35 g (6,3 mmol) 1-Brom-4-(4-n-propyl-phenylethynyl)-naphthalin und 1,33 g (8,4 mmol) 4-n-Butylphenylacetylen werden in 40 ml NEt₃ vorgelegt, mit 60 mg (0,3 mmol) Kupfer(I)iodid und 200 mg (0,3 mmol) Bis(triphenylphosphin)palladium(II)-chlorid versetzt und 18 h refluxiert.
Der Ansatz wird abgekühlt, mit Wasser und Heptan versetzt und die Phasen getrennt. Die organische Phase wird mit gesättigter Ammoniumchloridlösung und anschließend mit gesättigter Natriumchloridlsg. gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, abfiltriert und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand der Verbindung (1) wird säulenchromatographisch (SiO₂, Heptan) gereinigt, die weitere Aufreinigung erfolgt durch Umkristallisation aus Isopropanol.
MS (EI): m/z(%) = 426 (100, M⁺), 397 (11, [M-Ethy]⁺), 383 (16, [M-Propyl]⁺), 354 (18, [M-Ethy-Propyl]⁺), 177 (14, [M – Ethy-Propyl]²⁺).
Phasenfolge: K 78 N 191 I; Δn = 0,450; Δε = 2,9. Substanzbeispiel 27b
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 26b hergestellt.
Phasenfolge: K 108°C N 194°C I. Substanzbeispiel 28b
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 26b hergestellt.
Phasenfolge: K 63°C N 171,7°C I; Δn = 0,435; Δε = 2,3. Substanzbeispiel 29b
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 26b hergestellt.
Phasenfolge: K 76°C N 176,2°C I; Δn = 0,427; Δε = 2,4. Substanzbeispiel 30b
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 26b hergestellt.
Phasenfolge: K 100°C N 162°C I. Substanzbeispiel 31b
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 26b hergestellt.
Phasenfolge: K 61°C N 139°C I. Substanzbeispiel 32b
Diese Verbindung wird gemäß dem rechten Reaktionspfad des Schemas 15 analog zu den vorhergehenden Verbindungen hergestellt.
Phasenfolge: K 85°C N 202,4°C I; Δn = 0,446; Δε = 2,0. Substanzbeispiel 33b
Die Verbindung wird analog zu Beispiel 32b hergestellt.
Phasenfolge: K 112°C N 253,5°C I; Δn = 0,484; Δε = 4,1. Substanzbeispiel 34b
Diese Verbindung wird gemäß dem linken Reaktionspfad des Schemas 15 analog zu den vorhergehenden Verbindungen hergestellt.
Phasenfolge: K 93°C N 212,4°C I; Δn = 0,527; Δε = 0,8.
Anwendungsbeispiele
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Es wird eine flüssigkristalline Substanz mit der Kurzbezeichnung PTP(2)TP-6-3 nach Hsu, C. S. Shyu, K. F., Chuang, Y. Y. and Wu, S.-T., Liq. Cryst., 27 (2), (2000), p. 283–287 hergestellt und bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften, insbesondere im μ-Wellenbereich, untersucht.
Die Verbindung hat eine nematische Phase und einen Klärpunkt (T(N, I)) von 114,5°C. Weitere physikalische Eigenschaften bei 20°C sind: n_e(589,3 nm) = 1,8563; Δn(589,3 nm) = 0,3250; e_||(1 kHz) = 3,40; Δε(1 kHz) = 0,8 und γ₁ = 2.100 mPa·s. Die Verbindung eignet sich für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 1a: Eigenschaften der Verbindung PTP(2)TP-6-3 bei 30 GHz

T/°C εr,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 3,22 2,44 0,242 0,0029 0,0064 37,9

Tabelle 1b: Eigenschaften der Verbindung PTP(2)TP-6-3 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 3,35 2,42 0,278 0,0029 0,0061 45,2

Außerdem wird die Verbindung n-1-Pentyl-4'-cyanobiphenyl (auch PP-5-N oder auch CB15 genannt) und die Flüssigkristallmischung ZLI-4792 (Produkt vom Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland) auf ihre Eigenschaften 19 GHz untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 2: Vergleich der Eigenschaften der verschiedenen Beispiele bei 19 GHz und 20°C

Beispiel	FK	ε_r,\|\|	ε_r,⊥	τ	tanδ_ε r. Max.	η
Vergl. 1	P2-6-3*	3,35	2,42	0,278	0,0061	45,2
Vergl. 2	PP-5-N^$	3,06	2,66	0,131	0,0273	4,8
Vergl. 3	ZLI^§	2,57	2,29	0,107	0,0126	8,5
1	M-1	2,65	2,30	0,130	0,0126	10,3
2	M-2	3,35	2,41	0,280	0,0066	42,2
3	M-3	2,65	2,30	0,133	0,0125	10,6
4	M-4	3,35	2,41	0,281	0,0064	43,6
5	M-5	3,34	2,41	0,280	0,0078	35,9
6	M-6	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.
7	M-7	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.
8	M-8	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.
9	M-9	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.	n. z. b.

Bemerkungen: *) P2-6-3: PTP(2)TP-6-3,
FK: Flüssigkristall,
^$) PP-5-N: CB15,
§) ZLI: ZLI-4792 und
n. z. b.: noch zu bestimmen.

Beispiel 1

Es wird eine Flüssigkristallmischung M-1 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung			Physikalische Eigenschaften
Verbindung			T(N, I)	= 95	°C
Nr.	Abkürzung	c/%
1	PTP(2,5F)TP-6-3	10,0	Δn(20°C, 589,3 nm)	= 0,126
2	CP-5-F	9,0
3	CP-5-F	7,2	Δε(20°C, 1 kHz)	= 4,9
4	CP-7-F	5,4
5	CCP-2-OT	7,2	k₁₁(20°C)	= n. z. b	pN
6	CCP-3-OT	10,8	k₃₃/k₁₁ (20°C)	= n. z. b
7	CCP-4-OT	6,3
8	CCP-5-OT	9,9	V₀(20°C)	= n. z. b	V
9	CCEP-3-OT	4,5
10	CCEP-5-OT	4,5	γ₁(20°C)	= 169	mPa·s
11	CPG-3-F	10,8
12	CPG-5-F	9,0
13	CGPC-3-3	1,8
14	CGPC-5-3	1,8
15	CGPC-5-5	1,8
Σ		100,0

Bemerkungen: n. z. b.: noch zu bestimmen.

Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 3: Eigenschaften der Mischung M-1 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 2,65 2,30 0,130 0,0049 0,0126 10,3
Beispiel 2
Es wird eine Flüssigkristallmischung M-2 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Verbindung T(N, I) = 116 °C

Nr. Abkürzung c/%

1 2 Σ PTP(2,5F)TP-6-3 PTP(2)TP-6-3 10,0 90,0 100,0
Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 4: Eigenschaften der Mischung M-2 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 3,35 2,41 0,280 0,0028 0,0066 42,2
Beispiel 3

Es wird eine Flüssigkristallmischung M-3 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung			Physikalische Eigenschaften
Verbindung			T(N, I)	= 102	°C
Nr.	Abkürzung	c/%
1	PTP(1,6F)TP-6-3	10,0	Δn(20°C, 589,3 nm)	= 0,129
2	CP-5-F	9,0
3	CP-6-F	7,2	Δε(20°C, 1 kHz)	= 4,9
4	CP-7-F	5,4
5	CCP-2-OT	7,2	k₁₁(20°C)	= n. z. b	pN
6	CCP-3-OT	10,8	k₃₃/k₁₁ (20°C)	= n. z. b
7	CCP-4-OT	6,3
8	CCP-5-OT	9,9	V₀(20°C)	= n. z. b	V
9	CCEP-3-OT	4,5
10	CCEP-5-OT	4,5	γ₁(20°C)	= 168	mPa·s
11	CPG-3-F	10,8
12	CPG-5-F	9,0
13	CGPC-3-3	1,8
14	CGPC-5-3	1,8
15	CGPC-5-5	1,8
Σ		100,0

Bemerkungen: n. z. b.: noch zu bestimmen.

Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 5: Eigenschaften der Mischung M-3 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 2,65 2,30 0,133 0,0045 0,0125 10,6
Beispiel 4
Es wird eine Flüssigkristallmischung M-4 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Verbindung T(N, I) = 122 °C

Nr. Abkürzung c/%

1 2 Σ PTP(1,6F)TP-6-3 PTP(2)TP-6-3 10,0 90,0 100,0
Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 6: Eigenschaften der Mischung M-4 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 3,35 2,41 0,281 0,0025 0,0064 43,6
Beispiel 5
Es wird eine Flüssigkristallmischung M-5 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Verbindung T(N, I) = 118 °C

Nr. Abkürzung c/%

1 2 3 Σ PTP(1,6F)TP-6-3 PTP(2,5F)TP-6-3 PTP(2)TP-6-3 15,0 20,0 65,0 100,0
Diese Mischung eignet sich sehr gut, mit sehr guter Tieftemperaturstabilität, für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 7: Eigenschaften der Mischung M-5 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 3,34 2,41 0,280 0,0029 0,0078 35,9
Beispiel 6
Es wird eine Flüssigkristallmischung M-6 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Verbindung T(N, I) = 126 °C

Nr. Abkürzung c/%

1 2 Σ PTP(3x1)TP-4-4 PTP(2)TP-6-3 10,0 90,0 100,0
Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber.
Tabelle 8 Eigenschaften der Mischung M-6 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b.

Bemerkung: n. z. b.: noch zu bestimmen.
Beispiel 7
Es wird eine Flüssigkristallmischung M-7 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in der folgenden Tabelle angegeben hergestellt.

Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Verbindung T(N, I) = 130 °C

Nr. Abkürzung c/%

1 2 Σ PTP(4x1)TP-4-4 PTP(2)TP-6-3 10,0 90,0 100,0
Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber.
Tabelle 9 Eigenschaften der Mischung M-7 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b.

Bemerkung: n. z. b.: noch zu bestimmen.
Beispiel 8

Es wird eine Flüssigkristallmischung M-8 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften

Zusammensetzung			Physikalische Eigenschaften
Verbindung			T(N, I)	= 102	°C
Nr.	Abkürzung	c/%
1	PTP(3x1)TP-4-4	10,0	Δn(20°C, 589,3 nm)	= 0,128
2	CP-5-F	9,0
3	CP-6-F	7,2	Δε(20°C, 1 kHz)	= 4,9
4	CP-7-F	5,4
5	CCP-2-OT	7,2	k₁₁(20°C)	= n. z. b	pN
6	CCP-3-OT	10,8	k₃₃/k₁₁(20°C)	= n. z. b
7	CCP-4-OT	6,3
8	CCP-5-OT	9,9	V₀(20°C)	= n. z. b	V
9	CCEP-3-OT	4,5
10	CCEP-5-OT	4,5	γ₁(20°C)	= 170	mPa·s
11	CPG-3-F	10,8
12	CPG-5-F	9,0
13	CGPC-3-3	1,8
14	CGPC-5-3	1,8
15	CGPC-5-5	1,8
Σ		100,0

Bemerkungen: n. z. b.: noch zu bestimmen.

Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 5: Eigenschaften der Mischung M-3 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b.

Bemerkung: n. z. b.: noch zu bestimmen.
Beispiel 9

Es wird eine Flüssigkristallmischung M-9 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften

Zusammensetzung			Physikalische Eigenschaften
Verbindung			T(N, I)	= 99	°C
Nr.	Abkürzung	c/%
1	PTP(4x1)TP-4-4	5,0	Δn(20°C, 589,3 nm)	= 0,113
2	CP-5-F	9,5
3	CP-6-F	7,6	Δε(20°C, 1 kHz)	= 5,2
4	CP-7-F	5,7
5	CCP-2-OT	7,6	k₁₁(20°C)	= n. z. b.	pN
6	CCP-3-OT	11,4	k₃₃/k₁₁(20°C)	= n. z. b.
7	CCP-4-OT	6,7
8	CCP-5-OT	10,5	V₀(20°C)	= n. z. b.	V
9	CCEP-3-OT	4,7
10	CCEP-5-OT	4,7	γ₁(20°C)	148	mPa·s
11	CPG-3-F	11,4
12	CPG-5-F	9,5
13	CGPC-3-3	1,9
14	CGPC-5-3	1,9
15	CGPC-5-5	1,9
Σ		100,0

Bemerkungen: n. z. b.: noch zu bestimmen.

Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anwendungen im Mikrowellenbereich und/oder Millimeterwellenbereich, insbesondere für Phasenschieber. Tabelle 5: Eigenschaften der Mischung M-3 bei 19 GHz

T/°C ε_r,|| ε_r,⊥ τ tanδ_ε,r,|| tanδ_ε,r,⊥ η

20 n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b. n. z. b.

Bemerkung: n. z. b.: noch zu bestimmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-207631 A [0006]
EP 1655360 A1 [0007]
DE 102004029429 A [0008, 0011, 0011, 0014, 0014, 0170]
JP 2005-120208 (A) [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

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A. Gaebler, A. Moessinger, F. Goelden, et al., „Liquid Crystal-Reconfigurable Antenna Concepts for Space Applications at Microwave and Millimeter Waves”, International Journal of Antennas and Propagation, Band 2009, Artikel ID 876989, (2009), Seiten 1–7, doi: 10.1155/2009/876989 [0009]
A. Penirschke, S. Müller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock und R. Jakoby: „Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz”, 34th European Microwave Conference – Amsterdam, S. 545–548 [0010]
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A. Lapanik, „Single compounds and mixtures for microwave applications, Dielectric, microwave studies on selected systems”, Dissertation, Technische Universität Darmstadt, 2009 [0015]
A. Penirschke et al. „Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz”, 34th European Microwave Conference – Amsterdam, S. 545–548 [0170]
A. Gaebler et al. „Direct Simulation of Material Permittivites ...”, 12MTC 2009 – International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapur, 2009 (IEEE), S. 463–467 [0170]
A. Penirschke et al., 34th European Microwave Conference-Amsterdam, S. 545–548 [0172]
Hsu, C. S. Shyu, K. F., Chuang, Y. Y. and Wu, S.-T., Liq. Cryst., 27 (2), (2000), p. 283–287 [0263]

Claims

Flüssigkristallmedium, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Komponente A enthält, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA enthält,
L¹ Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen oder Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen oder Halogen, Y¹¹ und Y¹² unabhängig voneinander H, Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen, Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen oder Halogen, R¹¹ bis R¹³ unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 15 C-Atomen, unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 15 C-Atomen, oder Cycloalkyl, Alkylcycloalkyl, Cycloalkenyl, Alkylcycloalkenyl, Alkycycloalkylalkyl oder Alkycycloalkenylalkyl jeweils mit bis zu 15 C-Atomen, bedeuten, und, die gegebenenfalls eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB enthält
L¹ Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Cycloalkyl mit 3 bis 6 C-Atomen, Cycloalkenyl mit 4 bis 6 C-Atomen oder Halogen, X¹ H, Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen oder Halogen, R¹¹ bis R¹⁴ unabhängig voneinander unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy jeweils mit 1 bis 15 C-Atomen, unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl jeweils mit 2 bis 15 C-Atomen, oder Cycloalkyl, Alkylcycloalkyl, Cycloalkenyl, Alkylcycloalkenyl, Alkycycloalkylalkyl oder Alkycycloalkenylalkyl) jeweils mit bis zu 15 C-Atomen, und alternativ einer von R¹³ und R¹⁴ oder beide auch H, bedeuten.
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA-1 bis IA-4

worin die Parameter die in Anspruch 1 unter Formel IA gegebenen Bedeutungen haben, enthält.
Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IB-1 bis IB-4

worin die Parameter die in Anspruch 1 unter Formel IB gegebenen Bedeutungen haben, enthält.
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-2 und/oder der Formel IB-3 und/oder der Formel IB-4, wie in Anspruch 3 angegeben, enthält.
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-1, wie in Anspruch 3 angegeben, enthält, worin X¹ H bedeutet.
Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB-1, wie in Anspruch 3 angegeben, enthält, worin X¹ F bedeutet.
Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es neben einer Komponente A zusätzlich eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Komponenten, Komponenten B bis E enthält – einer stark dielektrisch positiven Komponente, Komponenten B, die eine dielektrische Anisotropie von 10 oder mehr aufweist, – einer stark dielektrisch negativen Komponente, Komponente C, die eine dielektrische Anisotropie mit einem Betrag von 5 oder mehr aufweist, – einer Komponente, Komponente D, die eine dielektrische Anisotropie im Bereich von mehr als –5,0 und von weniger als 10,0 aufweist und aus Verbindungen mit sieben oder mehr fünf- oder sechsgliedrigen Ringen besteht und – eine Komponente, Komponente E, die ebenfalls eine dielektrische Anisotropie im Bereich von mehr als –5,0 und von weniger als 10,0 aufweist und aus Verbindungen mit bis zu sechs fünf- oder sechsgliedrigen Ringen besteht.
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Komponente B enthält.
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Komponente C enthält.
Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Komponente D enthält.
Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI
worin L⁶¹ R⁶¹ und, im Fall, dass Z⁶¹ und/oder Z⁶² trans- -CH=CH- oder trans- -CF=CF- bedeutet, alternativ auch X⁶¹, L⁶² R⁶² und, im Fall, dass Z⁶¹ und/oder Z⁶² trans- -CH=CH- oder trans- -CF=CF-, bedeutet, alternativ auch X⁶², R⁶¹ und R⁶² unabhängig voneinander H, unfluoriertes Alkyl oder unfluoriertes Alkoxy mit 1 bis 17 C-Atomen oder unfluoriertes Alkenyl, unfluoriertes Alkenyloxy oder unfluoriertes Alkoxyalkyl mit 2 bis 15 C-Atomen, X⁶¹ und X⁶² unabhängig voneinander F oder Cl, -CN, -NCS, -SF₅, fluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder fluoriertes Alkenyl, Alkenyloxy oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 7 C-Atomen, oder -NCS, einer von Z⁶¹ und Z⁶² trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF- oder -C≡C- bedeutet und der andere unabhängig davon trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF- oder eine Einfachbindung bedeutet, und
unabhängig voneinander
bedeuten, enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristallmediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA, wie in Anspruch 1 angegeben, mit einer oder mehreren weiteren Verbindungen und/oder mit einem oder mehreren Additiven gemischt werden.
Verwendung eines Flüssigkristallmediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 in einem Bauteil für die Hochfrequenztechnik.
Bauteil für die Hochfrequenztechnik, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 enthält.
Mikrowellenantennenarray, dadurch gekennzeichnet, dass es ein oder mehrere Bauteile nach Anspruch 14 enthält.
Verfahren zum Abstimmen eines Mikrowellenantennenarrays, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Bauteil nach Anspruch 14 elektrisch angesteuert wird.
Verbindung der Formel IA
worin die Parameter die in Anspruch 1 unter Formel IA gegebenen Bedeutungen haben.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel IA
worin die Parameter die in Anspruch 1 unter Formel IA gegebenen Bedeutungen haben.
Verwendung einer Verbindung der Formel IA
worin die Parameter die in Anspruch 1 unter Formel IA gegebenen Bedeutungen haben in einer Flüssigkristallmischung.