DE10221751A1

DE10221751A1 - Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige mit hoher Verdrillung

Info

Publication number: DE10221751A1
Application number: DE10221751A
Authority: DE
Inventors: Juliane Suermann; Andreas Taugerbeck; Peer Kirsch; Detlef Pauluth
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2002-12-19
Also published as: WO2002100979A1; US20040173775A1; CN1283750C; JP2004532345A; KR20040010703A; CN1516730A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium mit hoher Verdrillung, seine Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende Anzeigen.

Description

Flüssigkristallanzeigen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich- Effekt und enthalten ein Flüssigkristallmedium mit verdrillt nematischer Struktur, wie beispielsweise TN-Zellen ("twisted nematic") mit Verdrillungswinkeln von typischerweise 90° und STN-Zellen ("super twisted nematic") mit Verdrillungswinkeln von typischerweise 180 bis 270°. Ferner sind ferroelektrische Flüssigkristallanzeigen bekannt, die ein Flüssigkristallmedium mit verdrillt smektischer Struktur enthalten. Die verdrillte Struktur wird in diesen Anzeigen üblicherweise durch Zusatz eines oder mehrerer chiraler Dotierstoffe zu einem nematischen oder smektischen Flüssigkristallmedium erzielt.

Darüber hinaus sind Flüssigkristallanzeigen bekannt, die Flüssigkristall- (FK-)medien mit chiral nematischer oder cholesterischer Struktur enthalten. Diese Medien weisen im Vergleich zu den Medien aus TN- und STN-Zellen eine deutlich höhere Verdrillung auf.

Cholesterische Flüssigkristalle zeigen Selektivreflektion von zirkular polarisiertem Licht, wobei der Drehsinn des Lichtvektors dem Drehsinn der cholesterischen Helix entspricht. Die Reflektionswellenlänge λ ergibt sich aus der Ganghöhe (engl. "pitch") p der cholesterischen Helix und der mittleren Doppelbrechung n des cholesterischen Flüssigkristalls gemäß Gleichung (1):

λ = n.p (1)

Die Begriffe "chiral nematisch" und "cholesterisch" werden im Stand der Technik nebeneinander verwendet. "Chiral nematisch" bezeichnet oft FK- Materialien bestehend aus einer nematischen Wirtsmischung, die mit einer optisch aktiven Komponente dotiert ist, welche eine helikal verdrillte Überstruktur induziert. Dagegen bezeichnet "cholesterisch" oft chirale FK- Materialien, zum Beispiel Cholesterylderivate, die eine "natürliche" cholesterische Phase mit helikaler Verdrillung aufweisen. Beide Begriffe werden auch parallel zur Bezeichnung desselben Gegenstandes verwendet. In der vorliegenden Anmeldung wird für beide oben genannten Typen von FK-Materialien der Begriff "cholesterisch" verwendet, wobei dieser Begriff die jeweils weitestgehende Bedeutung von "chiral nematisch" und "cholesterisch" umfassen soll.

Die gebräuchlichsten cholesterischen Flüssigkristall-(CFK-)Anzeigen sind die sogenannten SSCT- (engl. "surface stabilized cholesteric texture") und PSCT- (engl. "polymer stabilized cholesteric texture") Anzeigen.

SSCT- und PSCT-Anzeigen enthalten üblicherweise ein CFK-Medium, welches zum Beispiel im Ausgangszustand eine planare, Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektierende Struktur aufweist, und durch Anlegen eines elektrischen Wechselspannungspulses in eine fokal konische, Licht streuende Struktur geschaltet werden kann, oder umgekehrt.

Diese Anzeigen sind bistabil, d. h. nach Abschalten des elektrischen Feldes bleibt der jeweilige Zustand erhalten und wird erst durch Anlegen eines erneuten Feldes wieder in den Ausgangszustand überführt. Zur Erzeugung eines Bildpunktes genügt daher ein kurzer Spannungspuls, im Gegensatz z. B. zu elektrooptischen TN- oder STN-Anzeigen, in welchen das FK- Medium in einem angesteuerten Bildpunkt nach Abschalten des elektrischen Feldes sofort in den Ausgangszustand zurückkehrt, so daß zur dauerhaften Erzeugung eines Bildpunkts eine Aufrechterhaltung der Ansteuerungsspannung nötig ist.

Bei Anlegen eines stärkeren Spannungspulses wird das CFK-Medium in einen homöotropen, transparenten Zustand überführt, von wo aus es nach schnellem Ausschalten der Spannung in den planaren, bzw. nach langsamem Ausschalten in den fokal konischen Zustand relaxiert.

Die planare Orientierung des CFK-Mediums in CFK-Zellen im Ausgangszustand wird in SSCT-Anzeigen beispielsweise durch Oberflächenbehandlung der Zellwände erreicht. In PSCT-Anzeigen enthält das CFK-Medium zusätzlich ein phasensepariertes Polymer oder Polymernetzwerk, das die Struktur des CFK-Mediums im jeweils angesteuerten Zustand stabilisiert.

WO 92/19695 und US 5,384,067 beschreiben zum Beispiel eine PSCT- Anzeige enthaltend ein CFK-Material mit positiver dielektrischer Anisotropie und bis zu 10 Gew.-% eines phasenseparierten Polymernetzwerks, das in dem Flüssigkristallmaterial dispergiert ist. US 5,453,863 beschreibt beispielsweise eine SSCT-Anzeige enthaltend ein polymerfreies CFK-Material mit positiver dielektrischer Anisotropie.

CFK-Anzeigen benötigen im Allgemeinen keine Hintergrundbeleuchtung. Das CFK-Medium in einem Bildpunkt zeigt im planaren Zustand selektive Lichtreflektion einer bestimmten Wellenlänge gemäß obenstehender Gleichung (1), so daß der Bildpunkt z. B. vor einem schwarzen Hintergrund in der entsprechenden Reflektionsfarbe erscheint. Die Reflektionsfarbe verschwindet beim Wechsel in den fokal konischen, streuenden oder homöotropen, transparenten Zustand.

Aus den oben genannten Gründen weisen CFK-Anzeigen gegenüber TN- oder STN-Anzeigen einen deutlich geringeren Stromverbrauch auf. Darüber hinaus zeigen sie im streuenden Zustand keine oder nur geringe Blickwinkelabhängigkeit. Außerdem benötigen sie keine Aktivmatrix- Ansteuerung wie bei TN-Anzeigen, sondern können im einfacheren Multiplex oder Passivmatrix-Verfahren betrieben werden.

Ein CFK-Medium für die oben genannten Anzeigen kann beispielsweise durch Dotierung einer nematischen FK-Mischung mit einem hochverdrillenden chiralen Dotierstoff hergestellt werden. Die Ganghöhe p der induzierten cholesterischen Helix ergibt sich dann aus der Konzentration c und dem Verdrillungsvermögen HTP (engl. "helical twisting power") des chiralen Dotierstoffes gemäß Gleichung (2):

p = (HTP.c)^-1 (2)

Es ist auch möglich, zwei oder mehrere Dotierstoffe zu verwenden, beispielsweise um die Temperaturabhängigkeit der HTP der einzelnen Dotierstoffe zu kompensieren und somit eine geringe Temperaturabhängigkeit der Helixganghöhe und der Reflektionswellenlänge des CFK-Mediums zu erreichen.

Für eine Verwendung in den oben genannten CFK-Anzeigen sollten die chiralen Dotierstoffe ein möglichst hohes Verdrillungsvermögen mit geringer Temperaturabhängigkeit, hohe Stabilität und gute Löslichkeit in der flüssigkristallinen Wirtsphase aufweisen. Außerdem sollten sie die flüssigkristallinen und elektrooptischen Eigenschaften der flüssigkristallinen Wirtsphase möglichst nicht negativ beeinflussen. Ein hohes Verdrillungsvermögen der Dotierstoffe ist unter anderem zur Erzielung von kleinen Ganghöhen z. B. in cholesterischen Anzeigen erwünscht, aber auch, um die Konzentration des Dotierstoffes senken zu können. Dadurch wird einerseits eine mögliche Beeinträchtigung der Eigenschaften des Flüssigkristallmediums durch den Dotierstoff verringert, und andererseits der Spielraum hinsichtlich der Löslichkeit des Dotierstoffs vergrößert, so daß z. B. auch Dotierstoffe mit geringerer Löslichkeit verwendet werden können.

Die Flüssigkristallmedien müssen für die Verwendung in den oben genannten CFK-Anzeigen eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristall materialien eine breite cholesterische Flüssigkristallphase mit hohem Klärpunkt, eine ausreichend hohe Doppelbrechung, hohe positive dielektrische Anisotropie und niedrige Rotationsviskosität besitzen.

Die CFK-Materialien sollten außerdem so beschaffen sein, daß durch einfache und gezielte Variation unterschiedliche Reflektionswellenlängen insbesondere im sichtbaren Bereich realisiert werden können. Ferner sollten sie eine niedrige Temperaturabhängigkeit der Reflektionswellenlänge aufweisen.

Da Flüssigkristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen, ist es wichtig, daß die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp unterschiedlichen Anforderungen genügen.

Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Medien ist es jedoch nicht möglich, günstige Werte für alle oben genannten Parameter zu realisieren.

So beschreibt zum Beispiel EP 0 450 025 eine cholesterische Flüssigkristallmischung bestehend aus einem nematischen Flüssigkristall mit zwei oder mehr chiralen Dotierstoffen. Die darin gezeigten Mischungen besitzen jedoch nur eine geringe Doppelbrechung und niedrige Klärpunkte. Außerdem enthalten sie einen hohen Anteil von 26% an chiralen Dotierstoffen.

Es besteht somit ein großer Bedarf nach FK-Medien für CFK-Anzeigen mit hoher Verdrillung, großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten, niedriger Schwellenspannung und geringer Temperaturabhängigkeit der Reflektionswellenlänge, die die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Medien nicht oder nur in geringerem Maße aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Medien für CFK-Anzeigen bereitzustellen, welche die oben genannten geforderten Eigenschaften aufweisen und die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Medien nicht oder nur in geringerem Maße besitzen.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in CFK-Anzeigen erfindungsgemäße Medien verwendet.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium mit helikal verdrillter Struktur enthaltend eine nematische Komponente und eine optisch aktive Komponente, dadurch gekennzeichnet daß die optisch aktive Komponente eine oder mehrere chirale Verbindungen enthält, deren Verdrillungsvermögen und Konzentration so gewählt sind, daß die Helixganghöhe des Mediums ≦1 µm ist, und die nematische Komponente eine oder mehrere Verbindungen der Formel I

und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den Formeln II und III

enthält, worin
R, R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF₃ oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch
-O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,

jeweils unabhängig voneinander

L¹ bis L⁶ jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z¹ -COO- oder, falls mindestens einer der Reste A¹ und A² trans- 1,4-Cyclohexylen bedeutet, auch -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung,
Z² -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung,
Z³ -COO-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung,
X⁰ F, Cl, CN, halogeniertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen, und
a, b und c jeweils unabhängig voneinander 0 oder 1
bedeuten.

Die Verwendung der Verbindungen der Formel I, II und III in den Mischungen für erfindungsgemäße CFK-Anzeigen bewirkt eine hohe Polarität, d. h. niedrige Schwellenspannungen, sowie einen hohen Δn- Wert, d. h. hohe Transmission im geschalteten Zustand.

Die Verbindungen der Formel I verringern insbesondere die Schwellenspannung.

Die Verbindungen der Formel II und III erhöhen insbesondere die Doppelbrechung und damit den Kontrast.

Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen durch folgende Vorzüge aus:

- sie besitzen einen breiten cholesterischen Phasenbereich insbesondere bei tiefen Temperaturen und einen hohen Klärpunkt,
- sie besitzen eine hohe UV-Stabilität.

Die Verbindungen der Formeln I, II und III besitzen einen breiten Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formeln I, II und III flüssigkristallinen Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder dessen Viskosität zu optimieren. Die Verbindungen der Formeln I, II und III sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin mindestens einer der Reste A¹ und A² trans-1,4-Cyclohexylen und/oder Z¹-COO- bedeutet.

Die Verbindungen der Formel I sind vorzugsweise ausgewählt aus folgenden Formeln

worin R eine der in Formel I angegebenen Bedeutungen besitzt und L¹ und L² jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten. R bedeutet in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C- Atomen.

Besonders bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formeln Ia, Ib oder Ie enthalten, insbesondere solche, worin L¹ und/oder L² F bedeuten.

Weiterhin bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel If enthalten, worin L² H und L¹ H oder F, insbesondere F, bedeutet.

Die Verbindungen der Formel II sind vorzugsweise ausgewählt aus folgenden Formeln

worin R eine der in Formel I angegebenen Bedeutungen besitzt, X⁰ F oder Cl bedeutet und L¹ bis L⁶ jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten. R bedeutet in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel IIa und IIb, insbesondere solche, worin L¹, L² und L⁴ H bedeuten. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel IIc und IId, worin X⁰ Cl bedeutet, Verbindungen der Formel IId und IIf, worin L⁶ F bedeutet, und Verbindungen der Formel IIe und IIf, worin L³ bzw. L⁶ F und X⁰ vorzugsweise F bedeutet.

Die Verbindungen der Formel III sind vorzugsweise ausgewählt aus folgenden Formeln

worin R¹ und R² die oben angegebene Bedeutung besitzen. R¹ und R² bedeuten in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel IIIa, IIIb und IIIe.

Bevorzugte Flüssigkristallmischungen enthalten neben den Verbindungen der Formeln I, II und III vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Zweiringverbindungen der folgenden Formeln

und/oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Dreiringverbindungen der folgenden Formeln

und/oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Vierringverbindungen der folgenden Formeln

worin R¹ und R² die in Formel II angegebene Bedeutung haben, und vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -C∼C-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und L¹ H oder F bedeutet.

Die 1,4-Phenylengruppen in IV10 bis IV19 und IV23 bis IV32 können jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IV25 bis IV31, worin R¹ Alkyl und R² Alkyl oder Alkoxy, insbesondere Alkoxy, jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen, bedeutet. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel IV25 und IV31, worin L¹ F bedeutet. Ganz besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IV25 und IV27.

R¹ und R² in den Verbindungen der Formeln IV1 bis IV30 bedeuten besonders bevorzugt geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C- Atomen.

Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten neben den Verbindungen der Formeln I, II und III vorzugsweise eine oder mehrere Alkenylverbindungen ausgewählt aus den Formeln V1 und V2

worin
A⁴1,4-Phenylen oder trans-1,4-Cyclohexylen,
d 0 oder 1,
R³ eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
R⁴ eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -C∼C-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q CF₂, OCF₂, CFH, OCFH oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl, und
L¹ und L² jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel V1, worin d 1 bedeutet. Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel V1 sind ausgewählt aus den folgenden Formeln

worin R^3a und R^4a jeweils unabhängig voneinander H, CH₃, C₂H₅ oder n- C₃H₇ und alkyl eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel V1a, insbesondere solche, worin R^3a und R^4a CH₃ bedeuten, Verbindungen der Formel V1e, insbesondere solche, worin R^3a H bedeutet, sowie Verbindungen der Formeln V1f, V1g, V1h und V1i, insbesondere solche, worin R^3a H oder CH₃ bedeutet.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel V2 sind solche, worin L¹ und/oder L² F und Q-Y F oder OCF₃ bedeuten. Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel V2 sind solche, worin R³1E-alkenyl oder 3E- alkenyl mit 2 bis 7, insbesondere 2, 3 oder 4 C-Atomen bedeutet. Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel V2 sind solche der Formel V2a

worin R^3a H, CH₃, C₂H₅ oder n-C₃H₇, insbesondere H oder CH₃ bedeutet.

Die Verwendung von Verbindungen der Formel V1 und V2 führt in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen zu besonders niedrigen Werten der Rotationsviskosität und zu CFK-Anzeigen mit schnellen Schaltzeiten insbesondere bei niedrigen Temperaturen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfin dungsgemäßen Mischungen neben den Verbindungen der Formeln I und II vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI1 und/oder VI2

worin
A⁴ 1,4-Phenylen, welches auch in 3- und/oder 5-Position fluoriert sein kann oder trans-1,4-Cyclohexylen,
R⁵ eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -C∼C-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q CF₂, OCF₂, CFH, OCFH oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl, und
L¹ und L² jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel VI1 und VI2, worin A⁴ 1,4-Phenylen bedeutet.

Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel VI1 und VI2 sind ausgewählt aus den folgenden Formeln

worin R⁵ die oben angegebene Bedeutung hat und vorzugsweise Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel VI1a und VI2b.

Die Verbindungen der Formel VI1 und VI2 bewirken in den erfindungsgemäßen Medien u. a. eine Erhöhung der Doppelbrechung. Insbesondere die Verbindungen der Formel VI2 erhöhen die Doppelbrechung unter Beibehaltung einer niedrigen Viskosität.

Die optisch aktive Komponente enthält einen oder mehrere chirale Dotierstoffe, deren Verdrillungsvermögen und Konzentration so gewählt sind, daß die Helixganghöhe des FK-Mediums kleiner oder gleich 1 µm ist.

Die Helixganghöhe des Mediums beträgt vorzugsweise von 130 nm bis 1000 nm, insbesondere von 200 nm bis 750 nm, besonders bevorzugt von 300 nm bis 450 nm.

Vorzugsweise ist die Helixganghöhe so gewählt, daß das Medium Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich reflektiert. Der Begriff "sichtbarer Wellenlängenbereich" bzw. "sichtbares Spektrum" umfaßt typischerweise den Bereich der Wellenlängen von 400 bis 800 nm. Im Vor- und Nachstehenden soll dieser Begriff jedoch auch den Bereich der Wellenlängen von 200 bis 1200 nm einschließlich des UV- und Infrarot (IR)-Bereichs sowie des fernen UV- und fernen IR-Bereichs umfassen.

Die Reflektionswellenlänge des erfindungsgemäßen FK-Mediums ist vorzugsweise im Bereich von 200 bis 1500 nm, insbesondere 300 bis 1200 nm, besonders bevorzugt von 350 bis 900 nm, ganz besonders bevorzugt von 400 bis 800 nm. Weiterhin bevorzugt sind FK-Medien mit einer Reflektionswellenlänge von 400 bis 700, insbesondere 400 bis 600 nm.

Die vor- und nachstehend angegebenen Wellenlängenwerte beziehen sich auf die Halbwertsbreite der Reflektionsbande, falls nicht anders angegeben.

Das Verhältnis d/p zwischen Schichtdicke der Flüssigkristallzelle d (Abstand der Trägerplatten) in einer erfindungsgemäßen CFK-Anzeige und natürlicher Helixganghöhe p des FK-Mediums ist vorzugsweise größer 1, insbesondere im Bereich von 2 bis 20, besonders bevorzugt von 3 bis 15, ganz besonders bevorzugt von 4 bis 10.

Der Anteil der optisch aktiven Komponente im erfindungsgemäßen FK- Medium beträgt vorzugsweise ≦ 20%, insbesondere ≦ 10%, besonders bevorzugt von 0.01 bis 7%, ganz besonders bevorzugt von 0.1 bis 5%. Die optisch aktive Komponente enthält vorzugsweise 1 bis 6, insbesondere 1, 2, 3 oder 4 chirale Verbindungen.

Die chiralen Dotierstoffe sollten vorzugsweise ein hohes Verdrillungsvermögen ("helical twisting power", HTP) mit geringer Temperaturabhängigkeit aufweisen. Ferner sollten sie eine gute Löslichkeit in der nematischen Komponente besitzen und die flüssigkristallinen Eigenschaften des FK-Mediums nicht oder nur in geringem Maße beeinträchtigen. Sie können gleichen oder entgegengesetzten Drehsinn und gleiche oder entgegengesetzte Temperaturabhängigkeit der Verdrillung aufweisen.

Besonders bevorzugt sind Dotierstoffe mit einer HTP von 20 µm^-1 oder mehr, insbesondere von 40 µm^-1 oder mehr, besonders bevorzugt von 70 µm^-1 oder mehr.

Für die optisch aktive Komponente stehen dem Fachmann eine Vielzahl zum Teil kommerziell erhältlicher chiraler Dotierstoffe zur Verfügung, wie z. B. Cholesterylnonanoat, R/S-811, R/S-1011, R/S-2011 oder CB15 (Merck KGaA, Darmstadt).

Besonders geeignete Dotierstoffe sind Verbindungen, die einen oder mehrere chirale Reste und eine oder mehrere mesogene Gruppen, oder eine oder mehrere aromatische oder alicyclische Gruppen, die mit dem chiralen Rest eine mesogene Gruppe bilden, aufweisen.

Geeignete chirale Reste sind beispielsweise chirale verzweigte Kohlenwasserstoffreste, chirale Ethandiole, Binaphthole oder Dioxolane, ferner ein- oder mehrbindige chirale Reste ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Zuckerderivate, Zuckeralkohole, Zuckersäuren, Milchsäuren, chirale substituierte Glykole, Steroidderivate, Terpenderivate, Aminosäuren oder Sequenzen von wenigen, vorzugsweise 1-5, Aminosäuren.

Bevorzugte chirale Reste sind Zuckerderivate wie Glucose, Mannose, Galactose, Fructose, Arabinose, Dextrose; Zuckeralkohole wie beispielsweise Sorbitol, Mannitol, Iditol, Galactitol oder deren Anhydroderivate, insbesondere Dianhydrohexite wie Dianhydrosorbid (1,4 : 3,6-Dianhydro-D-sorbid, Isosorbid), Dianhydromannit (Isosorbit) oder Dianhydroidit (Isoidit); Zuckersäuren wie beispielsweise Gluconsäure, Gulonsäure, Ketogulonsäure; chirale substituierte Glykolreste wie beispielsweise Mono- oder Oligoethylen- oder propylenglykole, worin eine oder mehrere CH₂-Gruppen durch Alkyl oder Alkoxy substituiert sind; Aminosäuren wie beispielsweise Alanin, Valin, Phenylglycin oder Phenylalanin, oder Sequenzen von 1 bis 5 dieser Aminosäuren; Steroidderivate wie beispielsweise Cholesteryl- oder Cholsäurereste; Terpenderivate wie beispielsweise Menthyl, Neomenthyl, Campheyl, Pineyl, Terpineyl, Isolongifolyl, Fenchyl, Carreyl, Myrthenyl, Nopyl, Geraniyl, Linaloyl, Neryl, Citronellyl oder Dihydrocitronellyl.

Geeignete chirale Reste und mesogene chirale Verbindungen sind beispielsweise in DE 34 25 503, DE 35 34 777, DE 35 34 778, DE 35 34 779 und DE 35 34 780, DE-A-43 42 280, EP-A-1 038 941 und DE-A-195 41 820 beschrieben.

Bevorzugte Dotierstoffe sind ausgewählt aus Formel VII bis IX,

Derivate des Isosorbid, Isomannit oder Isoidit, insbesondere Dianhydrosorbidderivate der Formel X,

sowie chirale Ethandiole wie z. B. Diphenylethandiol (Hydrobenzoin), insbesondere mesogene Hydrobenzoinderivate der Formel XI

einschließlich der jeweils nicht gezeigten (R,S), (S,R), (R,R) und (S,S) Enantiomere, worin
E und F jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, welches auch durch L mono-, di- oder trisubstituiert sein kann, oder 1,4- Cyclohexylen,
L H, F, Cl, CN oder optional halogeniertes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl oder Alkoxycarbonyloxy mit 1-7 C-Atomen,
v 0 oder 1,
Z⁰ -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung, und
R Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl oder Alkylcarbonyloxy mit 1-12 C-Atomen
bedeuten.

Die Verbindungen der Formel X sind in WO 98/00428 beschrieben. Die Verbindungen der Formel XI sind in GB-A-23 28 207 beschrieben.

Besonders bevorzugte Dotierstoffe sind chirale Binapthylderivate wie in EP 01111954.2 beschrieben, chirale Binaphthol-Acetalderivate wie in EP 00122844.4, EP 00123385.7 und EP 01104842.8 beschrieben, chirale TADDOL-Derivate wie in WO 02/06265, sowie chirale Dotierstoffe mit mindestens einer fluorierten Brückengruppe und einer endständigen oder zentralen chiralen Gruppe wie in WO 02/06196 und WO 02/06195 beschrieben.

Die chiralen Binaphthylderivate der EP 01111954.2 entsprechen Formel XII

worin die einzelnen Reste unabhängig voneinander folgende Bedeutung haben:
X³¹, X³², Y³¹ und Y³² jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF₅, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 25 C- Atomen, welches unsubstituiert oder mit F, Cl, Br, I oder CN mono- oder polysubstituiert sein kann, und worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, eine polymerisierbare Gruppe, oder Cycloalkyl oder Aryl mit bis zu 20 C-Atomen, welche auch mit L oder einer polymerisierbaren Gruppe mono- oder polysubstituiert sein können,
R⁰⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
x¹ und x² jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
y¹ und y² jeweils unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4,
B und C jeweils unabhängig voneinander einen aromatischen oder teilweise oder vollständig gesättigten aliphatischen sechsgliedrigen Ring, worin eine oder mehrere CH-Gruppen durch N und eine oder mehrere CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können,
einer der Reste W¹¹ und W²² ist -Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m-R³¹ und der andere R³² oder A³³, oder beide Reste W¹¹ und W²² sind -Z¹¹-A¹¹-(Z²²- A²²)_m-R³¹, wobei W¹ und W² nicht gleichzeitig H sind, oder

U¹ und U² jeweils unabhängig voneinander CH₂, O, S, CO oder CS,
V¹ und V² jeweils unabhängig voneinander (CH₂)_n, worin bis zu vier nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, und einer der Reste V¹ und V² oder, falls

bedeutet, einer oder beide Reste V¹ und V² auch eine Einfachbindung,
n eine ganze Zahl von 1 bis 7,
Z¹¹ und Z²² jeweils unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰⁰-, -NR⁰⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C∼C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung,
A¹¹, A²² und A³³ jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan-4,5-diyl, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4- Bicyclo-(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, oder 1,2,3,4- Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder mit L mono- oder polysubstituiert sein können, A¹¹ auch eine Einfachbindung,
L Halogen, CN, NO₂ oder eine Alkyl-, Alkoxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können,
m jeweils unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3, und
R³¹ und R³² jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, Br, I, CN, SCN, OH, SF₅, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 25 C-Atomen, welches unsubstituiert oder mit F, Cl, Br, I oder CN mono- oder polysubstituiert sein kann, und worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder eine polymerisierbare Gruppe.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel XII, worin

- mindestens einer, vorzugsweise beide Reste B und C einen aromatischen Ring bedeuten,
- mindestens einer, vorzugsweise beide Reste B und C zwei gesättigte C-Atome enthalten,
- mindestens einer, vorzugsweise beide Reste B und C vier gesättigte C- Atome enthalten,
- mindestens einer, vorzugsweise beide Reste U¹ und U² O bedeuten,
- V¹ und V² (CH₂), worin n 1, 2, 3 oder 4 ist, bedeuten, und vorzugsweise einer der Reste V¹ und V² CH₂ und der andere CH₂ oder (CH₂)₂ bedeuten,
- einer der Reste V¹ und V² CH₂ und der andere eine Einfachbindung bedeuten,
- mindestens einer der Reste Z¹¹ und Z²² -CF₂O-, -OCF₂- oder -CF₂CF₂- bedeuten,
- Z¹¹ eine Einfachbindung bedeutet,
- mindestens einer der Reste Z¹¹ und Z²² -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂- oder -CF=CF- und die anderen -COO-, -OCO-, -CH₂-CH₂- oder eine Einfachbindung bedeuten,
- mindestens einer der Reste Z¹¹ und Z²² -C∼C- bedeutet,
- und m 0 oder 1, insbesondere 0 bedeuten, vorzugsweise ist m 0 und A¹ eine Einfachbindung,
- W¹¹ R³² oder A³³, insbesondere H oder F, und W²² Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m-R³¹ bedeuten, worin m 1 oder 2 ist,
- x¹ und x² 1 bedeuten,
- y¹ und y² 1 bedeuten,
- x¹, x², y¹ und y² 0 bedeuten,
- mindestens einer, vorzugsweise einer oder zwei der Reste X³¹, X³², Y³¹ und Y³² eine polymerisierbare Gruppe bedeuten oder enthalten,
- R³¹ eine polymerisierbare Gruppe bedeutet,
- R³¹ geradkettiges Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CN ersetzt sein können, und worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO- O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, besonderes bevorzugt Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet,
- X³¹, X³², Y³¹, Y³² und R³² ausgewählt sind aus H, F und geradkettigem Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder CN ersetzt sein können, und worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und besonders bevorzugt H, F oder Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten,
- X³¹, X³², Y³¹ und Y³² ausgewählt sind aus Aryl, vorzugsweise Phenyl, welches unsubstituiert oder mit L mono- oder polysubstituiert, vorzugsweise in 4-Position monosubstituiert ist, bedeutet,
- L F, Cl, CN oder optional fluoriertes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet,
- L F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F oder OC₂F₅ bedeutet,
- A³³ 1,4-Phenylen oder 1,4-Cyclohexylen bedeutet, welches auch mit bis zu 5, vorzugsweise mit 1, 2 oder 3 F- oder Cl-Atomen, CN- oder NO₂- Gruppen oder Alkyl-, Alkoxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppen mit 1 bis 4 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können, substituiert sein kann,
- A¹¹ und A²² ausgewählt sind aus 1,4-Phenylen und trans-1,4- Cyclohexylen, welche unsubstituiert oder mit bis zu 4 Resten L substituiert sein können,
- die mesogene Gruppe Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m einen, zwei oder drei fünf- oder sechsgliedrige Ringe beinhaltet,
- die mesogene Gruppe Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m Bicyclohexyl, Biphenyl, Phenylcyclohexyl, Cyclohexylphenyl oder Biphenylcyclohexyl bedeutet, worin die Phenylringe auch mit ein oder zwei F-Atomen substituiert sein können.

Die mesogene Gruppe -Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m in Formel XII ist vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Teilformeln oder deren Spiegelbildern. Darin bedeuten Phe 1,4-Phenylen, welches gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppen L substituiert ist, und Cyc 1,4-Cyclohexylen. Z hat jeweils unabhängig eine der oben für Z¹¹ angegebenen Bedeutungen.
-Phe-
-Cyc-
-Phe-Z-Phe-
-Phe-Z-Cyc-
-Cyc-Z-Cyc-
-Phe-Z-Phe-Z-Phe-
-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-
-Phe-Z-Cyc-Z-Phe-
-Cyc-Z-Phe-Z-Cyc-
-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-
-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-.

L ist vorzugsweise F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, CH₃, CHF₂, C₂H₅, OCH₃, OCHF₂, CF₃ oder OCF₃, ganz besonderes bevorzugt F, CH₃, CF₃, OCH₃, OCHF₂ oder OCF₃.

Die polymerisierbare Gruppe ist vorzugsweise ausgewählt aus der Formel P- Sp-X, worin
P CH₂=CW¹-COO-

CH₂=CW²-(O)_k1-, CH₃-CH=CH-O-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- oder W⁴W⁵W⁶Si,
Sp eine Spacergruppe mit 1 bis 25 C-Atomen oder eine Einfachbindung,
X -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CH-COO-, -OOC-CH=CH- oder eine Einfachbindung, und
W¹ H, Cl, CN, Phenyl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere H, Cl oder CH₃,
W² und W³ unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere Methyl, Ethyl oder n-Propyl,
W⁴, W⁵ und W⁶ unabhängig voneinander Cl, Oxaalkyl oder Oxacarbonylalkyl mit 1 bis 5 C-Atomen,
Phe 1,4-Phenylen,
k1 und k2 unabhängig voneinander 0 oder 1, und
R⁰⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten.

P ist vorzugsweise eine Vinyl-, Acrylat-, Methacrylat-, Propenylether- oder Epoxygruppe, insbesondere eine Acrylat- oder Methacrylatgruppe.

Sp ist vorzugsweise chirales oder achirales, geradkettiges oder verzweigtes Alkylen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(halogen)-, -CH(CN)-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind.

Typische Spacergruppen sind beispielsweise -(CH₂)_p-, -(CH₂CH₂O)_r-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- oder -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-, worin p eine ganze Zahl von 2 bis 12 und r eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten.

Bevorzugte Spacergruppen sind beispielsweise Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Nonylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxyethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N-methyl-iminoethylen, 1-Methylalkylen, Ethenylen, Propenylen und Butenylen.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XII sind folgende

worin Z¹ eine der Bedeutungen von Z¹¹ in Formel XII besitzt, R, R', R" und R¹ eine der Bedeutungen von R³¹ in Formel XII besitzen, und L¹ und L² H bedeuten oder eine der für L in Formel XII angegebenen Bedeutungen besitzen.

In diesen bevorzugten Formeln bedeuten vorzugsweise L und L² H oder F, R¹ H oder F, R' und R" H, F, Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C-Atomen oder P-Sp-X-, R" ist besonders bevorzugt CH₃.

Ganz besonders bevorzugt sind Verbindungen der folgenden Formeln

worin R, X, Sp und P die oben angegebene Bedeutung besitzen.

Die chiralen Binaphthol-Acetalderivate der EP 00122844.4, EP 00123385.7 und EP 01104842.8 entsprechen Formel XIII

worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung haben:
Y¹¹ und Y²² bedeuten jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF₅, oder chirales oder achirales Alkyl mit bis zu 30 C- Atomen, welches unsubstituiert, oder mit F, Cl, Br, I oder CN mono- oder polysubstituiert sein kann, und worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder eine polymerisierbare Gruppe,
einer der Reste W¹ und W² ist -Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m-R¹¹ und der andere ist H, R²² oder A³³, oder beide Reste W¹ und W² sind -Z¹-A¹-(Z²- A²)_m-R, wobei W¹ und W² nicht gleichzeitig H bedeuten, oder

Z¹¹ und Z²² bedeuten jeweils unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C∼C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung,
R⁰⁰ ist H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
A¹¹, A²² und A³³ bedeuten jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan-4,5-diyl, 1,4- Cyclohexenylen, 1,4-Bicyclo-(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4- diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, oder 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder durch Halogen, CN oder NO₂ oder Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C-Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können, mono- oder polysubstituiert sind, A¹¹ auch eine Einfachbindung,
m ist 0, 1, 2 oder 3, und
R¹¹ und R²² besitzen jeweils unabhängig voneinander eine der Bedeutungen von Y¹¹.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel XIII, worin

- Y¹¹ und Y²² H bedeuten,
- mindestens einer der Reste Z¹¹ und Z²² -CF₂O-, -OCF₂- oder -CF₂CF₂- bedeutet,
- einer der Reste Z¹¹ und Z²² -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂- oder -CF=CF- und der andere -COO-, -OCO-, -CH₂-CH₂- oder eine Einfachbindung bedeutet,
- bedeutet, und
m 0 oder 1, insbesondere 0 ist,
- m 0 ist und A¹¹ eine Einfachbindung bedeutet,
- W¹ H, R²² oder A³³ und W² -Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m-R¹¹ und m 1 oder 2 bedeuten.

-Z¹¹-A¹¹-(Z²²-A²²)_m in Formel XIII ist vorzugsweise eine mesogene Gruppe ausgewählt aus den folgenden Teilformeln oder deren Spiegelbildern. Darin bedeuten Phe 1,4-Phenylen, welches gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppen L substituiert ist, und Cyc 1,4-Cyclohexylen. Z hat jeweils unabhängig eine der oben für Z¹¹ angegebenen Bedeutungen. L ist F, Cl, CN oder optional fluoriertes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 4 C-Atomen.
-Phe-
-Cyc-
-Phe-Z-Phe-
-Phe-Z-Cyc-
-Cyc-Z-Cyc-
-Phe-Z-Phe-Z-Phe-
-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-
-Phe-Z-Cyc-Z-Phe-
-Cyc-Z-Phe-Z-Cyc-
-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-
-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-.

L ist vorzugsweise F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃ OCHF₂, OCH₂F, OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, CH₃, CHF₂, C₂H₅, OCH₃, OCHF₂, CF₃ oder OCF₃, ganz besonderes bevorzugt F, CH₃, CF₃, OCH₃, OCHF₂ oder OCF₃.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bedeuten Y¹, Y² und/oder R¹¹ in Formel XII eine polymerisierbare Gruppe P-Sp-X, worin
P CH₂=CW-COO-, WCH=CH-(O)_k-,

oder CH₂=CH- Phenyl-(O)_k-, W H, CH₃ oder Cl und k 0 oder 1,
Sp eine Spacergruppe mit 1 bis 25 C-Atomen oder eine Einfachbindung,
X -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CH-COO-, -OOC-CH=CH- oder eine Einfachbindung, und
R⁰⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten.

Bevorzugte Spacergruppen sind beispielsweise Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Nonylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxyethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N-methyl-iminoethylen, 1- Methylalkylen, Ethenylen, Propenylen und Butenylen.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XIII sind folgende

worin R eine der für R¹¹ in Formel XIII angegebenen Bedeutungen hat, L¹ und L² H oder F bedeuten, und W H, F, Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C- Atomen, Cyclohexyl oder Phenyl, welches auch ein- bis vierfach mit L wie oben definiert substituiert sein kann. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der oben angegeben Formeln worin W H oder F, insbesondere H ist.

Die chiralen TADDOL-Derivate der WO 02/06265 entsprechen Formel XIV

worin
X¹ und X² H bedeuten, oder zusammen einen bivalenten Rest ausgewählt aus der Gruppe enthaltend -CH₂-, -CHR¹¹-, -CR¹¹ ₂-, -SiR¹¹ ₂- und 1,1-Cycloalkyliden bilden,
X³ und X⁴ eine der für X¹ und X² angegebenen Bedeutungen besitzen,
Y¹, Y², Y³ und Y⁴ gleich oder verschieden sein können und jeweils unabhängig voneinander R¹¹, A oder M-R²² bedeuten,
A eine cyclische Gruppe,
M eine mesogene Gruppe, und
R¹¹ und R²² jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, Br, CN, SCH, SF₅, oder chirales oder achirales Alkyl mit bis zu 30 C-Atomen, welches unsubstituiert, oder mit F, Cl, Br, I oder CN mono- oder polysubstituiert sein kann, und worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder eine polymerisierbare Gruppe bedeuten,
wobei mindestens einer der Reste Y¹, Y², Y³ und Y⁴ M-R²² bedeutet.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel XIV, worin

- Y¹, Y², Y³ und Y⁴ gleiche Reste bedeuten,
- Y¹ = Y³ und Y² = Y⁴,
- einer, zwei, drei oder vier der Reste Y¹, Y², Y³ und Y⁴ M-R²² bedeuten, insbesondere solche, worin alle Reste Y¹ bis Y⁴ M-R²² bedeuten, und solche, worin Y¹ und Y³ M-R²² und Y² und Y⁴ A bedeuten,
- X¹ und X² zusammen einen bivalenten Rest -CH₂-, -CHR¹¹- oder -CR¹¹ ₂- bedeuten, worin R¹¹ vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen, insbesondere Methyl, Ethyl oder Propyl bedeutet,
- X¹ und X² zusammen einen 1,1-Cycloalkylidenrest, insbesondere 1,1- Cyclopentyliden oder 1,1-Cyclohexyliden bedeuten,
- X³ und X⁴ H bedeuten,
- R²² von H verschieden ist.

Die cyclische Gruppe A in Formel XIV ist vorzugsweise Phenyl, worin auch ein oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, Gyclohexyl, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan-2-yl, Cyclohexenyl, Bicyclo- (2,2,2)-octylen, Piperidin-1- oder -4-yl, Naphthalin-2- oder -6-yl, Decahydronaphthalin-2- oder -6-yl oder 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2- oder -6-yl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder durch Halogen, CN oder NO₂ oder Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C-Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können, mono- oder polysubstituiert sind, besonders bevorzugt Phenyl oder Cyclohexyl.

Die mesogene Gruppe M ist vorzugsweise
-A¹¹-(Z¹¹-A²²)_m-,
worin
A¹¹ und A²² jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, worin auch ein oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4- Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂- Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan- 4,5-diyl, Cyclohexenylen, Bicyclo-(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4- diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, oder 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder durch Halogen, CN oder NO₂ oder Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C- Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können, mono- oder polysubstituiert sind,
Z¹¹ jeweils unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C∼C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung,
R⁰⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, und
m 1, 2, 3 oder 4 bedeuten.

M in Formel XIV ist vorzugsweise eine mesogene Gruppe ausgewählt aus den folgenden Teilformeln. Darin bedeuten Phe 1,4-Phenylen, welches gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppen L substituiert ist, und Cyc 1,4-Cyclohexylen. Z hat jeweils unabhängig eine der oben für Z¹¹ angegebenen Bedeutungen. L ist F, Cl, CN oder optional fluoriertes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 4 C -Atomen.
-Phe-Z-Phe-
-Phe-Z-Cyc-
-Cyc-Z-Cyc-
-Phe-Z-Phe-Z-Phe-
-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-
-Phe-Z-Cyc-Z-Phe-
-Cyc-Z-Phe-Z-Cyc-
-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-
-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-.

L ist vorzugsweise F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, CF₃ oder OCF₃, besonders bevorzugt F, CH₃, CF₃, OCH₃ oder OCF₃.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bedeuten Y¹, Y² oder R in Formel XIV eine polymerisierbare Gruppe P-Sp-X wie oben angegeben.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XIV sind folgende

worin R²² eine der in Formel XIV angegebene Bedeutung besitzt und M¹ und M² verschiedene mesogene Gruppen mit einer der für M wie oben angegebenen Bedeutungen sind.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XIV sowie der bevorzugten Unterformeln sind solche, worin M¹-R²² und M²-R²² eine Gruppe ausgewählt aus den folgenden Formeln bedeuten

worin R²² eine der in Formel XIV angegebenen Bedeutungen besitzt und die Phenylringe auch durch L wie oben definiert ein- bis vierfach substituiert sein können.

Die chiralen Dotierstoffe mit einer fluorierten Brückengruppe und einer endständigen chiralen Gruppe der WO 02/06196 entsprechen Formel XV

R¹¹-X¹¹-A¹¹-(Z¹¹-A²²)_m-X²²-R²² XV

worin
R¹¹ und R²² jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, Br, CN, SCN, SF₅, oder chirales oder achirales Alkyl mit bis zu 30 C-Atomen, welches unsubstituiert, oder mit F, Cl, Br, I oder CN mono- oder polysubstituiert sein kann, und worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, einen chiralen Rest enthaltend eine oder mehrere aromatischen oder aliphatischen Ringgruppen, die auch kondensierte oder spiroverknüpfte Ringe sowie ein oder mehrere Heteroatome aufweisen können, oder eine polymerisierbare Gruppe,
X¹¹ und X²² jeweils unabhängig voneinander -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF- oder eine Einfachbindung,
Z¹¹ jeweils unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C∼C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung,
R⁰⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
A¹¹ und A²² jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, worin auch ein oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4- Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂- Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan- 4,5-diyl, Cyclohexenylen, Bicyclo-(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4- diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, oder 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder durch Halogen, CN oder NO₂ oder Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C- Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können, mono- oder polysubstituiert sind, und
m 1, 2, 3, 4 oder 5 bedeuten,
worin mindestens einer der Reste X¹¹, X²² und Z¹¹ -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH- oder -CF=CF- und mindestens einer der Reste R¹¹ und R²² eine chirale Gruppe bedeutet.

Falls R¹¹ oder R²² in Formel XV eine chirale Gruppe bedeuten, sind sie vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Formel

worin
Q¹ Alkylen oder Alkylenoxy mit 1 bis 9 C-Atomen oder eine Einfachbindung,
Q² unsubstituiertes oder durch F, Cl, Br oder CN mono- oder polysubstituiertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C∼C-, -CH=CH-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- oder -CO-S- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q³ F, Cl, Br, CN oder Alkyl oder Alkoxy wie für Q² definiert, aber von Q² verschieden, bedeuten.

Falls Q¹ Alkylenoxy bedeutet, ist das O-Atom vorzugsweise benachbart zum chiralen C-Atom.

Bevorzugte chirale Gruppen sind 2-Alkyl, 2-Alkoxy, 2-Methylalkyl, 2-Methylalkoxy, 2-Fluoroalkyl, 2-Fluoroalkoxy, 2-(2-Ethin)-alkyl, 2-(2-Ethin)- alkoxy, 1,1,1-Trifluoro-2-alkyl und 1,1,1-Trifluoro-2-alkoxy.

Besonders bevorzugte chirale Gruppen sind 2-Butyl (=1-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, insbesondere 2-Methylbutyl, 2-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3- methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl, 2-Hexyl, 2-Octyl, 2-Nonyl, 2-Decyl, 2-Dodecyl, 6-Methoxyoctoxy, 6-Methyloctoxy, 6-Methyloctanoyloxy, 5-Methylheptyloxycarbonyl, 2-Methylbutyryloxy, 3-Methylvaleroyloxy, 4-Methylhexanoyloxy, 2-Chlorpropionyloxy, 2-Chloro-3- methylbutyryloxy, 2-Chloro-4-methylvaleryloxy, 2-Chloro-3- methylvaleryloxy, 2-Methyl-3-oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl, 1- Methoxypropyl-2-oxy, 1-Ethoxypropyl-2-oxy, 1-Propoxypropyl-2-oxy, 1- Butoxypropyl-2-oxy, 2-Fluorooctyloxy, 2-Fluorodecyloxy, 1,1,1-Trifluoro-2- octyloxy, 1,1,1-Trifluoro-2-octyl, 2-Fluoromethyloctyloxy. Besonders bevorzugt sind 2-Hexyl, 2-Octyl, 2-Octyloxy, 1,1,1-Trifluoro-2-hexyl, 1,1,1- Trifluoro-2-octyl und 1,1,1-Trifluoro-2-octyloxy.

In einer bevorzugten Ausführungsform bedeuten R¹¹ oder R²² einen chiralen Rest enthaltend eine oder mehrere aromatischen oder aliphatischen Ringgruppen, die auch kondensierte oder spiroverknüpfte Ringe sowie ein oder mehrere Heteroatome aufweisen können, insbesondere N- und/oder O-Atome.

Bevorzugte chirale Reste dieses Typs sind beispielsweise Cholesteryl, Terpenoidreste wie beispielsweise in WO 96/17901 beschrieben, vorzugsweise ausgewählt aus Menthyl, Neomenthyl, Campheyl, Pineyl, Terpineyl, Isolongifolyl, Fenchyl, Carreyl, Myrthenyl, Nopyl, Geraniyl, Linaloyl, Neryl, Citronellyl und Dihydrocitronellyl, insbesondere Menthyl, Menthonderivate wie beispielsweise

oder endständige chirale Zuckerderivate enthaltend mono- oder bicyclische Pyranose- oder Furanosegruppen, wie zum Beispiel in WO 95/16007 beschrieben.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XV sind folgende

worin
R eine der für R¹¹ in Formel XV angegebenen Bedeutungen besitzt,
R* eine chirale Gruppe mit einer der für R¹¹ in Formel XV oder einer der oben angegebenen bevorzugten Bedeutungen ist,
Y⁰⁰ F, Cl, CN, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ oder OC₂F₅,
Z⁰⁰ -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CF₂O- oder -OCF₂-, und
L¹, L², L³, L⁴, L⁵ und L⁶ jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen worin mindestens einer, vorzugsweise beide Reste L¹ und L² F bedeuten. R ist vorzugsweise eine achirale Gruppe. R* ist vorzugsweise

worin o 0 oder 1 ist, und o 0 ist, falls R* benachbart zu einer CF₂O-Gruppe ist, und n eine ganze Zahl von 2 bis 12, vorzugsweise von 3 bis 8, besonders bevorzugt 4, 5 oder 6 bedeutet. * bezeichnet ein chirales C- Atom.

Die chiralen Dotierstoffe mit einer fluorierten Brückengruppe und einer zentralen chiralen Gruppe der WO 02/06195 entsprechen Formel XVI

R¹¹-X³³-(A¹¹-Z¹¹)_m-G-(Z²²-A²²)_n-X⁴⁴-R²² XVI

worin
R¹¹ und R²² jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, Br, CN, SCN, SF₅, oder chirales oder achirales Alkyl mit bis zu 30 C-Atomen, welches unsubstituiert, oder mit F, Cl, Br, I oder CN mono- oder polysubstituiert sein kann, und worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder eine polymerisierbare Gruppe,
X³³, X⁴⁴, Z¹¹ und Z²² jeweils unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C∼C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung,
R⁰⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
A¹¹ und A²² jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, worin auch ein oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4- Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂- Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan- 4,5-diyl, Cyclohexenylen, Bicyclo-(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4- diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, oder 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder durch Halogen, CN oder NO₂ oder Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C- Atomen, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl ersetzt sein können, mono- oder polysubstituiert sind,
m und n jeweils unabhängig voneinander 1, 2, 3 oder 4, und
G eine bivalente chirale Gruppe bedeuten,
worin mindestens einer der Reste X³³, X⁴⁴, Z¹¹ und Z²² -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH- oder -CF=CF- bedeutet.

G in Formel XVI ist vorzugsweise eine chirale bivalente Gruppe aus der Gruppe enthaltend Zuckerderivate, Binaphthylderivate und optisch aktive Glycole, insbesondere Alkyl- oder Arylethan-1,2-diole. Unter den Zuckerderivaten sind mono- und bicyclische Pentose- und Hexosegruppen besonders bevorzugt.

Besonders bevorzugt sind folgende Gruppen G

worin Phe die oben angegebene Bedeutung besitzt, R⁴⁴ F oder optional fluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen und Y¹¹, Y²², Y³³ und Y⁴⁴ eine der für R¹ in Formel XV angegebenen Bedeutungen besitzen.

G ist vorzugsweise Dianhydrohexitol, insbesondere

besonders bevorzugt Dianhydrosorbitol,
substituiertes Ethandiol wie

worin R⁴⁴ F, CH₃ oder CF₃ ist,
oder optional substituiertes Binaphthyl

worin Y¹¹, Y²², Y³³ und Y⁴⁴ H, F oder optional fluoriertes Alkyl mit 1 bis 8 C- Atomen bedeuten.

Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XVI sind folgende

worin R eine der für R¹¹ in Formel XVI angegebenen Bedeutungen besitzt, und die Phenylringe auch ein- bis vierfach durch L wie oben definiert substituiert sein können.

Insbesondere die Dotierstoffe der oben genannten Formeln X, XI, XII, XIII, XIV, XV und XVI zeigen eine gute Löslichkeit in der nematischen Komponente, und induzieren eine cholesterische Struktur mit hoher Verdrillung und geringer Temperaturabhängigkeit der Helixganghöhe und der Reflektionswellenlänge. Dadurch können selbst bei Verwendung nur eines dieser Dotierstoffe in geringen Mengen erfindungsgemäße CFK- Medien mit Reflektionsfarben im sichtbaren Wellenlängenbereich von hoher Brillanz und geringer Temperaturabhägigkeit erzielt werden, die sich vor allem für den Einsatz in SSCT- und PSCT-Anzeigen eignen.

Dies ist ein bedeutender Vorteil gegenüber den CFK-Medien aus dem Stand der Technik, in denen üblicherweise mindestens zwei Dotierstoffe mit entgegengesetzter Temperaturabhängigkeit der Verdrillung benötigt werden (zum Beispiel ein Dotierstoff mit positiver Temperaturabhängigkeit, d. h. Zunahme der Verdrillung mit steigender Temperatur, und ein Dotierstoff mit negativer Temperaturabhängigkeit), um eine Temperaturkompensation der Reflektionswellenlänge zu erzielen. Außerdem werden in den bekannten CFK-Medien häufig große Mengen an Dotierstoffen benötigt, um Reflektion im sichtbaren Bereich zu erzielen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft daher ein CFK-Medium, sowie eine CFK-Anzeige enthaltend dieses Medium, wie vor- und nachstehend beschrieben, worin die chirale Komponente nicht mehr als eine chirale Verbindung enthält, vorzugsweise in einer Menge von 15% oder weniger, insbesondere 10% oder weniger, besonders bevorzugt 5% oder weniger. Die chirale Verbindung in diesen Medien ist besonders bevorzugt ausgewählt aus den Formeln X, XI, XII, XIII, XIV, XV und XVI einschließlich deren bevorzugte Unterformeln. Ein CFK-Medium dieser bevorzugten Ausführungsform besitzt eine geringe Abhängigkeit der Reflektionswellenlänge λ von der Temperatur T über einen weiten Temperaturbereich.

Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße CFK-Medien mit einer Temperaturabhängigkeit dλ/dT von 0.6 nm/°C oder weniger, insbesondere 0.3 nm/°C oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0.15 nm/°C oder weniger, vorzugsweise im Bereich zwischen 0 und 50°C, insbesondere zwischen -20 und 60°C, besonders bevorzugt zwischen -20 und 70°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von -20°C bis zu einer Temperatur von 10°C, insbesondere 5°C, unterhalb des Klärpunktes.

Soweit nicht anders angegeben, bedeutet dλ/dT die lokale Steigung der Funktion λ(T), wobei eine nichtlineare Funktion λ(T) näherungsweise durch ein Polynom 2. oder 3. Grades beschrieben wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform bezieht sich auf ein erfindungsgemäßes CFK-Medium, welches eine oder mehrere Verbindungen mit mindestens einer polymerisierbaren Gruppe enthält. Solche CFK-Medien eignen sich besonders für einen Einsatz zum Beispiel in Polymer-Gel- oder PSCT-Anzeigen. Die polymerisierbaren Verbindungen können Bestandteil der nematischen und/oder chiralen Komponente sein oder eine zusätzliche Komponente des Mediums bilden.

Geeignete polymerisierbare Verbindungen sind dem Fachmann bekannt und im Stand der Technik beschrieben. Besonders geeignet sind beispielsweise Verbindungen mit einer Gruppe P wie unter Formel XII beschrieben, insbesondere Alkyl- oder Arylacrylate, -methacrylate und -epoxide. Die polymerisierbaren Verbindungen können zusätzlich auch mesogen oder flüssigkristallin sein. Sie können eine oder mehrere, vorzugsweise zwei polymerisierbare Gruppen enthalten. Typische Beispiele für nicht-mesogene Verbindungen mit zwei polymerisierbaren Gruppen sind Alkyldiacrylate oder Alkyldimethacrylate mit Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen. Typische Beispiele für nicht-mesogene Verbindungen mit mehr als zwei polymerisierbaren Gruppen sind Trimethylolpropantrimethacrylat oder Pentaerythritoltetraacrylat.

Bevorzugte chirale polymerisierbare mesogene Verbindungen sind Verbindungen der Formeln XII bis XVI enthaltend einen oder mehrere Reste mit einer Gruppe P wie unter Formel XII definiert.

Weitere geeignete polymerisierbare Verbindungen sind zum Beispiel in WO 93/22397, EP 0 261 712, DE 195 04 224, WO 95/22586 und WO 97/00600 beschrieben. Typische Beispiele für geeignete polymerisierbare mesogene Verbindungen finden sich in der folgenden Liste, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung weiter veranschaulichen soll, ohne ihn einzuschränken:

Darin bedeuten P eine polymerisierbare Gruppe wie in Formel XII definiert, x und y gleiche oder verschiedene ganze Zahlen von 1 bis 12, C und D 1,4-Phenylen oder 1,4-Cyclohexylen, v 0 oder 1, Y⁰ eine polare Gruppe, R⁵ eine unpolare Alkyl- oder Alkoxyguppe, Ter einen Terpenoidrest wie zum Beispiel Menthyl, Chol einen Cholesterylrest, L¹ und L² jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl, CN, OH, NO₂ oder optional halogeniertes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl oder Alkoxycarbonyl mit 1 bis 7 C-Atomen.

Die polare Gruppe Y⁰ ist vorzugsweise CN, NO₂, Halogen, OCH₃, OCN, SCN, COR⁶, COOR⁶ oder mono-, oligo- oder polyfluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 4 C-Atomen. R⁶ ist optional fluoriertes Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1, 2 oder 3 C-Atomen. Y⁰ ist besonders bevorzugt F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, C₂F₅, OCF₃, OCHF₂ oder OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, OCH₃ oder OCF₃.

Die unpolare Gruppe R⁵ ist vorzugsweise Alkyl mit 1 oder mehr, insbesondere 1 bis 15 C-Atomen oder Alkoxy mit 2 oder mehr, insbesondere 2 bis 15 C-Atomen.

Die oben genannten polymerisierbaren Verbindungen können durch an sich bekannte Methoden hergestellt werden, die in Standardwerken der organischen Chemie wie beispielsweise Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart beschrieben sind.

In den oben genannten Formeln I bis XVII bedeutet der Begriff "fluoriertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 3 C-Atomen" vorzugsweise CF₃, OCF₃, CFH₂, OCFH₂, CF₂H, OCF₂H, C₂F₅, OC₂F₅, CFHCF₃, CFHCF₂H, CFHCFH₂, CH₂CF₃, CH₂CF₂H, CH₂CFH₂, CF₂CF₂H, CF₂CFH₂, OCFHCF₃, OCFHCF₂H, OCFHCFH₂, OCH₂CF₃, OCH₂CF₂H, OCH₂CFH₂, OCF₂CF₂H, OCF₂CFH₂, C₃F₇ oder OC₃F₇, insbesondere CF₃, OCF₃, CF₂H, OCF₂H, C₂F₅, OC₂F₅, CFHCF₃, CFHCF₂H, CFHCFH₂, CF₂CF₂H, CF₂CFH₂, OCFHCF₃, OCFHCF₂H, OCFHCFH₂, OCF₂CF₂H, OCF₂CFH₂, C₃F₇ oder OC₃F₇, besonders bevorzugt OCF₃ oder OCF₂H.

Der Ausdruck "Alkyl" umfaßt geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl. Gruppen mit 2-5 Kohlen stoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.

Der Ausdruck "Alkenyl" umfaßt geradkettige und verzweigte Alkenylgrup pen mit 2-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind C₂-C₇-1E-Alkenyl, C₄-C₇-3E- Alkenyl, C₅-C₇-4-Alkenyl, C₆-C₇-5-Alkenyl und C₇-6-Alkenyl, insbesondere C₂-C₇-1E-Alkenyl, C₄-C₇-3E-Alkenyl, und C₅-C₇-4-Alkenyl. Beispiele bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 42-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-Fluor butyl, 5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere Positionen des Fluors sind jedoch nicht ausgeschlossen.

Der Ausdruck "Oxaalkyl" umfaßt vorzugsweise geradkettige Reste der Formel C_nH_2n+1O-(CH₂)_m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6.

Halogen bedeutet vorzugsweise F oder Cl, insbesondere F.

Falls einer der oben genannten Reste einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.

Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxy methyl), 2- (= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxa heptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxa nonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.

Falls einer der oben genannten Reste einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome.

Er bedeutet demnach besonders Vinyl, Prop-1- oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl.

Falls einer der oben genannten Reste einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, so sind diese bevorzugt benachbart. Somit beinhalten diese eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome.

Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxy ethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxy carbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxy carbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl, 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.

Falls einer der oben genannten Reste einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe durch unsubstituiertes oder substituiertes -CH=CH- und eine benachbarte CH₂-Gruppe durch CO oder CO-O oder O-CO ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 4 bis 13 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Acryloyloxymethyl, 2-Acryloyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryloyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyloxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Methacryloyloxyethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyl oxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryl oyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.

Falls einer der oben genannten Reste einen einfach durch CN oder CF₃ substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig. Die Substitution durch CN oder CF₃ ist in beliebiger Position.

Falls einer der oben genannten Reste einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist Halogen vorzugsweise F. Die resultierenden Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in ω-Position.

Verbindungen mit verzweigten Flügelgruppen können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein. Sie können aber insbesondere als chirale Dotierstoffe geeignet sein, wenn sie optisch aktiv sind.

Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methyl butoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methyl hexoxy, 1-Methylheptoxy.

Falls einer der oben genannten Reste einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er verzweigt und hat 3 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Bis-carboxy- methyl, 2,2-Bis-carboxy-ethyl, 3,3-Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy- butyl, 5,5-Bis-carboxy-pentyl, 6,6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy- heptyl, 8,8-Bis-carboxy-octyl, 9,9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-carboxy- decyl, Bis-(methoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(methoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(methoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(methoxycarbonyl)-pentyl, 6,6-Bis-(methoxycarbonyl)-hexyl, 7,7-Bis-(methoxycarbonyl)-heptyl, 8,8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl, Bis- (ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(ethoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis- (ethoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(ethoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis- (ethoxycarbonyl)-hexyl.

Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen enthaltend erfindungsgemäße FK-Medien, insbesondere SSCT- und PSCT-Anzeigen mit zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, und einer in der Zelle befindlichen cholesterischen Flüssigkristallmischung.

Der Aufbau von bistabilen SSCT- und PSCT-Zellen ist beispielsweise in WO 92/19695, WO 93/23496, US 5,453,863 oder US 5,493,430 beschrieben.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen CFK-Medien für elektrooptische Zwecke.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine be deutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes. So übertreffen die erzielbaren Kombinationen aus Reflektionswellenlänge, Doppelbrechung, Klärpunkt, Viskosität, thermischer und UV-Stabilität und dielektrischer Anisotropie bei weitem bisherige Materialien aus dem Stand der Technik und machen die erfindungsgemäßen Medien besonders geeignet für einen Einsatz in CFK-Anzeigen.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es bei Beibehaltung der cholesterischen Phase bis -20°C und bevorzugt bis -30°C, besonders bevorzugt bis -40°C, Klärpunkte oberhalb 70°C, vorzugsweise oberhalb 90°C, besonders bevorzugt oberhalb 110°C, gleichzeitig dielektrische Anisotropiewerte Δε ≧ 5, vorzugsweise ≧ 10, Doppelbrechungswerte zwischen 0,15 und 0,3, vorzugsweise zwischen 0,17 und 0,26, und niedrige Werte für die Viskosität und den spezifischen Widerstand zu erreichen, wodurch hervorragende CFK-Anzeigen erzielt werden können. Insbesondere sind die Mischungen durch kleine Operationsspannungen gekennzeichnet.

Es versteht sich, daß durch geeignete Wahl der Komponenten der erfin dungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z. B. oberhalb 120°C) bei höheren Schwellenspannungen oder niedrigere Klärpunkte bei niedrigeren Schwellenspannungen unter Erhalt der anderen vorteilhaften Eigenschaften realisiert werden können. Ebenso können bei entsprechend wenig erhöhten Viskositäten Mischungen mit größerem Δε und somit geringeren Schwellen erhalten werden.

Der cholesterische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 90°C, insbesondere mindestens 100°C. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von -20° bis +80°C.

Auch die UV-Stabilität der erfindungsgemäßen Mischungen ist erheblich besser, d. h. sie zeigen eine deutlich kleinere Änderung der Reflektionswellenlänge und Operationsspannung unter UV-Belastung.

Die einzelnen Verbindungen der nachfolgenden Formeln und deren Unterformeln, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen enthalten die Mischungen

- eine oder mehrere Verbindungen der Formeln Ia, Ib und/oder Ie, insbesondere solche, worin L¹ und/oder L² F bedeuten,
- 1 bis 9, insbesondere 1 bis 6 Verbindungen der Formel I,
- 7% bis 80%, insbesondere 40% bis 70% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I,
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIa und/oder IIb, insbesondere solche, worin L¹, L² und L⁴ H bedeuten,
- 0% bis 90%, insbesondere 0% bis 70%, besonders bevorzugt 2 bis 55% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel II,
- 5 bis 40% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I und 30 bis 65% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel II,
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIa, IIIb und/oder IIIe,
- 5% bis 80%, insbesondere 15% bis 60% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel III,
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV25 und/oder IV27, wobei L in Formel IV25 H oder F, besonders bevorzugt F bedeutet. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 0% bis 50%, insbesondere bei 5% bis 15%,
- eine oder mehrere Alkenylverbindungen der Formel V1 und/oder V2, vorzugsweise der Formeln V1e, V1f und V2a, insbesondere solche, worin R^3a H bedeutet. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssig kristallmischungen liegt vorzugsweise bei 0% bis 50%, insbesondere bei 5% bis 25%,
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI1 und/oder VI2, vorzugsweise der Formeln VI1a und VI2b, insbesondere solche, worin R⁵ Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 5% bis 50%, insbesondere bei 10% bis 40%,
- insgesamt 15 bis 80% an Verbindungen der Formeln II, III, IV, V1, V2, VI1 und VI2,
- einen oder mehrere Dotierstoffe ausgewählt aus den Formeln VII, VIII und IX,
- einen oder mehrere Dotierstoffe ausgewählt aus den Formeln X und XI,
- einen oder mehrere Dotierstoffe ausgewählt aus den Formeln XII, XIII, XIV, XV und XVI,
- nicht mehr als einen Dotierstoff, vorzugsweise ausgewählt aus den Formeln XII, XIII, XIV, XV und XVI,
- 10% oder weniger, insbesondere 0.01 bis 7% der optisch aktiven Komponente,
- eine nematische Komponente, die im wesentlichen aus Verbindungen ausgewählt aus den Formeln I bis VI2 besteht.

Durch geeignete Wahl der terminalen Reste R¹, R², R³, R⁴, R⁵, X⁰ und Q-Y in den Verbindungen der Formeln I bis VI2 können die Ansprechzeiten, die Schwellenspannung und weitere Eigenschaften in gewünschter Weise modifiziert werden. Beispielsweise führen 1E-Alkenylreste, 3E-Alkenylreste, 2E-Alkenyloxyreste und dergleichen in der Regel zu kürzeren Ansprechzeiten, verbesserten nematischen Tendenzen und einem höheren Verhältnis der elastischen Konstanten K₃(bend) und K₁(splay) im Vergleich zu Alkyl- bzw. Alkoxyresten. 4-Alkenylreste, 3-Alkenylreste und dergleichen ergeben im allgemeinen tiefere Schwellenspannungen und kleinere Werte von K₃/K₁ im Vergleich zu Alkyl- und Alkoxyresten.

Bei den Brückengliedern Z¹, Z² und Z³ führt eine -CH₂CH₂-Gruppe im Allgemeinen zu höheren Werten von K₃/K₁ im Vergleich zu einer einfachen Kovalenzbindung. Höhere Werte von K₃/K₁ ermöglichen z. B. eine kürzere Reflektionswellenlänge ohne Veränderung der Dotierstoffkonzentration aufgrund der höheren HTP.

Das optimale Mengenverhältnis der Verbindungen der Formeln I bis VI2 hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I bis VI2 und von der Wahl weiterer gegebenenfalls vorhandener Komponenten ab. Geeignete Mengenverhältnisse innerhalb des oben angegebenen Bereichs können von Fall zu Fall leicht ermittelt werden.

Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis VI2 in den erfin dungsgemäßen Gemischen ist nicht kritisch. Die Gemische können daher eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten zwecks Optimierung verschiedener Eigenschaften. Der beobachtete Effekt auf die Ansprech zeiten und die Schwellenspannung ist jedoch in der Regel umso größer je höher die Gesamtkonzentra 13361 00070 552 001000280000000200012000285911325000040 0002010221751 00004 13242tion an Verbindungen der Formeln I bis VI2 ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristall mischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die ge wünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweck mäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Kom ponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen können auch weitere Zusätze wie beispielsweise einen oder mehrere Stabilisatoren oder Antioxidantien enthalten.

In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem Strich ein Code für die Substituenten R¹, R², L¹, L² und L³:

Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A, B und C.

Tabelle A (L¹, L², L³ = H oder F)

Tabelle B

Tabelle C (Dotierstoffe)

Tabelle D

Geeignete Stabilisatoren und Antioxidantien für flüssigkristalline Mischungen sind nachfolgend genannt (n = 0-10, endständige Methylgruppen sind nicht gezeigt):

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu be grenzen.

Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt, Kp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, S = smektische Phase, N = nematische Phase, Ch = cholesterische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar.

Ferner werden folgende Abkürzungen verwendet:
Δn = optische Anisotropie bei 589 nm und 20°C
n_e = außerordentlicher Brechungsindex bei 589 nm und 20°C
Δε = dielektrische Anisotropie bei 20°C
ε∥ = Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen
γ₁ = Rotationsviskosität [mPa.sec], soweit nicht anders angegeben bei 20°C
λ = Reflektionswellenlänge [nm], soweit nicht anders angegeben bei 20°C
Δλ = maximale Schwankung der Reflektionswellenlänge [nm] im angegebenen Temperaturbereich, soweit nicht anders angegeben zwischen -20 und +70°C.

Das Verdrillungsvermögen HTP (engl. "helical twisting power") einer chiralen Verbindung, die in einer flüssigkristallinen Mischung eine helikal verdrillte Überstruktur erzeugt, ist gegeben durch die Gleichung HTP = (p*c)^-1 [µm^-1]. Darin bedeutet p die Helixganghöhe der helikal verdrillten Phase in µm und c die Konzentration der chiralen Verbindung (ein Wert von 0,01 für c entspricht beispielsweise einer Konzentration von 1 Gew.-%). Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich vor- und nachstehende HTP-Werte auf eine Temperatur von 20°C und die kommerziell erhältliche neutrale nematische TN-host-Mischung MLC-6260 (Merck KGaA, Darmstadt).

Beispiel 1

Eine cholesterische Mischung enthält 94.52% einer nematischen Komponente A bestehend aus

K6	8.0%
K9	9.0%
ME3N.F	10.0%
ME4N.F	10.0%
BCH-5	10.0%
HP-3N.F	7.0%
HP-4N.F	5.0%
HP-5N.F	5.0%
CBC-33	2.0%
CBC-33F	3.0%
CBC-53	3.0%
CBC-55F	3.0%
CC-5-V	13.0%
ME2N.F	8.0%
ME5N.F	4.0%

Kp.:	98.4
Δn:	0.1786
n_e:	1.6836
Δε:	+31.1
ε∥:	38.3
γ₁:	373

und 5.48% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 499 nm und Δλ von 77 nm.

Beispiel 2

Eine cholesterische Mischung enthält 96.26% der nematischen Komponente A und 3.74% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 545 nm und Δλ von 9 nm.

Beispiel 3

Eine cholesterische Mischung enthält 94.05% der nematischen Komponente A und 5.95% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 512 nm und Δλ von 84 nm.

Beispiel 4

Eine cholesterische Mischung enthält 94.04% der nematischen Komponente A und 5.96% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 512 nm und Δλ von 86 nm.

Beispiel 5

Eine cholesterische Mischung enthält 96% der nematischen Komponente A und 4% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 479 nm und Δλ von 29 nm.

Beispiel 6

und besitzt ein λ von 494 nm und Δλ von 85 nm.

Beispiel 7

Eine cholesterische Mischung enthält 96.6% der nematischen Komponente A und 3.4% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 506 nm und Δλ von 13 nm.

Beispiel 8

Eine cholesterische Mischung enthält 97.24% der nematischen Komponente A und 2.76% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 536 nm und Δλ von 25 nm.

Beispiel 9

Eine cholesterische Mischung enthält 95.88% der nematischen Komponente A und 4.12% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 509 nm und Δλ von 63 nm.

Beispiel 10

und besitzt ein λ von 507 nm und Δλ von 63 nm.

Beispiel 11

und besitzt ein λ von 575 nm und Δλ von 97 nm.

Beispiel 12

Eine cholesterische Mischung enthält 97.5% der nematischen Komponente A und 2.5% einer chiralen Verbindung der Formel

und besitzt ein λ von 518 nm und Δλ von 31 nm.

Beispiel 13

Eine cholesterische Mischung enthält 96% einer nematischen Komponente B bestehend aus

PCH-2	6.0%
PCH-3	18.0%
ME2N.F	2.0%
ME3N.F	3.0%
ME4N.F	8.0%
ME5N.F	8.0%
PCH-302	4.0%
PPTUI-3-2	20.0%
PPTUI-3-4	31.0%

Kp.:	87.5
Δn:	0.2417
n_e:	1.7552
Δε:	+18.8
ε∥:	24.3
γ₁:	211

und 4% der chiralen Verbindung der Formel XIIIa-1 und besitzt ein λ von 544 nm und Δλ von 22 nm.

Beispiel 14

Eine cholesterische Mischung enthält 96% der nematischen Komponente B und 4% der chiralen Verbindung der Formel XIIIa-2 und besitzt ein λ von 577 nm und Δλ von 64 nm.

Beispiel 15

Eine cholesterische Mischung enthält 96.2% der nematischen Komponente B und 3.8% der chiralen Verbindung der Formel XIIIb-1 und besitzt ein λ von 520 nm und Δλ von 38 nm.

Beispiel 16

Eine cholesterische Mischung enthält 97.01% der nematischen Komponente B und 2.99% der chiralen Verbindung der Formel XIIIb-2 und besitzt ein λ von 557 nm und Δλ von 47 nm.

Beispiel 17

Eine cholesterische Mischung enthält 94.57% der nematischen Komponente B und 5.43% der chiralen Verbindung der Formel XIIIq-1 und besitzt ein λ von 470 nm und Δλ von 48 nm.

Beispiel 18

Eine cholesterische Mischung enthält 97.5% der nematischen Komponente B und 2.5% der chiralen Verbindung der Formel XIIb-1 und besitzt ein λ von 613 nm und Δλ von 22 nm.

Beispiel 19

Eine cholesterische Mischung enthält 95.9% einer nematischen Komponente C bestehend aus

HP-3N.F	5.0%
HP-4N.F	5.0%
ME2N.F	7.0%
ME3N.F	8.0%
ME4N.F	12.0%
ME5N.F	12.0%
PCH-302	2.0%
PPTUI-3-2	20.0%
PPTUI-3-4	24.0%
CCPC-33	3.0%
CCPC-34	2.0%

Kp.:	113.0
Δn:	0.2555
n_e:	1.7676
Δε:	+43.7
ε∥:	50.6

und 4.1% der chiralen Verbindung der Formel XIIIa-1 und besitzt ein λ von 527 nm und Δλ von 29 nm.

Beispiel 20

Eine cholesterische Mischung enthält 96% der nematischen Komponente C und 4% der chiralen Verbindung der Formel XIIIa-2 und besitzt ein λ von 569 nm und Δλ von 25 nm.

Beispiel 21

Eine cholesterische Mischung enthält 96.9% der nematischen Komponente C und 3.1% der chiralen Verbindung der Formel XIIIb-2 und besitzt ein λ von 547 nm und Δλ von 78 nm.

Beispiel 22

Eine cholesterische Mischung enthält 95.15% der nematischen Komponente C und 4.85% der chiralen Verbindung der Formel XIIIq-1 und besitzt ein λ von 523 nm und Δλ von 11 nm.

Beispiel 23

Eine cholesterische Mischung enthält 97.5% der nematischen Komponente C und 2.5% der chiralen Verbindung der Formel XIIb-1 und besitzt ein λ von 526 nm und Δλ von 15 nm.

Beispiel 24

Eine cholesterische Mischung enthält 97,5% einer nematischen Komponente D bestehend aus

K6	12.0%
K9	15.0%
K12	19.0%
D-301	7.0%
T15	5.0%
BCH-5	15.0%
BCH-3F.F	8.0%
BCH-5F.F	7.0%
BCH-32	5.0%

Kp.:	84.5
Δn:	0.2095
n_e:	1.7335
Δε:	+15.5
ε∥:	20.9

und 2,5% einer chiralen Verbindung der Formel XIIb-1 und besitzt ein λ von 566 nm und Δλ von 21 nm.

Claims

1. Flüssigkristallines Medium mit helikal verdrillter Struktur enthaltend eine nematische Komponente und eine optisch aktive Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß
die optisch aktive Komponente eine oder mehrere chirale Verbindungen enthält, deren Verdrillungsvermögen und Konzentration so gewählt sind, daß die Helixganghöhe des Mediums ≦1 µm ist, und
die nematische Komponente eine oder mehrere Verbindungen der Formel I
und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den Formeln II und III
enthält, worin
R, R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF₃ oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-,
-CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -C∼C- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
jeweils unabhängig voneinander

L¹ bis L⁶ jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z¹ -COO-, falls einer der Reste A¹ und A² trans-1,4- Cyclohexylen bedeutet auch -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung,
Z² -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung,
Z³ -COO-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung,
X F, Cl, CN, halogeniertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen, und
a, b und c jeweils unabhängig voneinander 0 oder 1
bedeuten.

2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätz lich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln enthält:
worin R¹ und R² die in Formel II angegebene Bedeutung haben und L H oder F bedeutet.

3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine oder mehrere Alkenylverbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln enthält:
worin
A⁴ 1,4-Phenylen oder trans-1,4-Cyclohexylen,
d 0 oder 1,
R³ eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
R⁴ eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q CF₂, OCF₂, CFH, OCFH oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl, und
L¹ und L² jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.

4. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln enthält:
worin
A⁴ 1,4-Phenylen, welches auch in 3- und/oder 5-Position fluoriert sein kann, oder trans-1,4-Cyclohexylen,
R⁵ eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C- Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q CF₂, OCF₂, CFH, OCFH oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl, und
L¹ und L² jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.

5. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch 7 bis 80 Gew.-% beträgt.

6. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis VI2 im Gesamtgemisch 15 bis 80 Gew.-% beträgt.

7. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der optisch aktiven Komponente 0.01 bis 7% beträgt.

8. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Reflektionswellenlänge im Bereich von 400 bis 800 nm aufweist.

9. Verwendung eines flüssigkristallinen Mediums nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 für elektrooptische Zwecke.

10. Elektrooptische Flüssigkristallanzeige enthaltend ein flüssigkristal lines Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.

11. Elektrooptische Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine cholesterische oder SSCT-Anzeige ist.