DE19959723A1 - Flüssigkristallines Medium - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel I DOLLAR F1 enthält, worin R·1· bis R·4· und A die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, sowie dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende Anzeigen.

Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflußt werden können. Elektrooptische Vorrich­ tungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vor­ richtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP- Zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer ("twisted nematic") Struktur, STN-Zellen ("super­ twisted nematic"), SBE-Zellen ("superbirefringence effect") und OMI-Zellen ("optical mode interference"). Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und besitzen eine verdrillt nema­ tische Struktur.

Die Flüssigkristallmaterialien müssen eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elek­ tromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristall­ materialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze An­ sprechzeiten, tiefe Schwellenspannungen und einen hohen Kontrast ergeben.

Weiterhin sollten sie bei üblichen Betriebstemperaturen, d. h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb und oberhalb Raumtemperatur eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise für die oben genannten Zellen eine nematische oder cholesterische Mesophase. Da Flüssig­ kristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwen­ dung gelangen, ist es wichtig, daß die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische Leitfähigkeit, die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen genü­ gen. Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe elek­ trische Leitfähigkeit aufweisen.

Beispielsweise sind für Matrix-Flüssigkristallanzeigen mit integrierten nicht­ linearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) Medien mit großer positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV- und Temperaturstabilität und geringem Dampfdruck erwünscht.

Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d. h. Transistoren) verwendet werden. Man spricht dann von einer "aktiven Matrix", wobei man zwei Typen unter­ scheiden kann:

• 1. MOS (Metal Oxide Semiconductor) oder andere Dioden auf Silizium- Wafer als Substrat.
• 2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.

Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial be­ schränkt die Displaygröße, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stößen zu Problemen führt.

Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektro­ optischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.

Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die trans­ parente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt- Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart an­ geordnet ist, daß je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement ge­ genüber liegt.

Die TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.

Der Begriff MFK-Anzeigen umfaßt hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d. h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isolator- Metall).

Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z. B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Displays für Rechneran­ wendungen (Laptop) und im Automobil- oder Flugzeugbau. Neben Pro­ blemen hinsichtlich der Winkelabhängigkeit des Kontrastes und der Schalt­ zeiten resultieren bei MFK-Anzeigen Schwierigkeiten bedingt durch nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristallmischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Euro­ display 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann das Pro­ blem der "after image elimination" auftreten. Da der spezifische Wider­ stand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen der Anzeige im allgemeinen über die Lebenszeit einer MFK- Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig um akzeptable Standzeiten zu erhalten. Insbesondere bei low-volt- Mischungen war es bisher nicht möglich, sehr hohe spezifische Wider­ stände zu realisieren. Weiterhin ist es wichtig, daß der spezifische Wider­ stand eine möglichst geringe Abnahme bei steigender Temperatur sowie nach Temperatur- und/oder UV-Belastung zeigt. Besonders nachteilig sind auch die Tieftemperatureigenschaften der Mischungen aus dem Stand der Technik. Gefordert wird, daß auch bei tiefen Temperaturen keine Kristalli­ sation und/oder smektische Phasen auftreten und die Temperaturab­ hängigkeit der Viskosität möglichst gering ist. Die MFK-Anzeigen aus dem Stand der Technik genügen somit nicht den heutigen Anforderungen.

Neben Flüssigkristallanzeigen, die eine Hintergrundbeleuchtung ver­ wenden, also transmissiv und gegebenenfalls transflektiv betrieben werden, sind besonders auch reflektive Flüssigkristallanzeigen interessant. Diese reflektiven Flüssigkristallanzeigen benutzen das Umgebungslicht zur Informationsdarstellung. Somit verbrauchen sie wesentlich weniger Energie als hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeigen mit entspre­ chender Größe und Auflösung. Da der TN-Effekt durch einen sehr guten Kontrast gekennzeichnet ist, sind derartige reflektive Anzeigen auch bei hellen Umgebungsverhältnissen noch gut abzulesen. Dies ist bereits von einfachen reflektiven TN-Anzeigen, wie sie in z. B. Armbanduhren und Taschenrechnern verwendet werden, bekannt. Jedoch ist das Prinzip auch auf hochwertige, höher auflösende Aktiv-Matrix angesteuerte Anzeigen, wie z. B. TFT-Displays, anwendbar. Hier ist wie bereits bei den allgemeinen üblichen transmissiven TFT-TN-Anzeigen die Verwendung von Flüssig­ kristallen mit niedriger Doppelbrechung (Δn) nötig um eine geringe optische Verzögerung (d.Δn) zu erreichen. Diese geringe optische Verzögerung führt zu einer meist akzeptablen geringen Blickwinkel­ abhängigkeit des Kontrastes (vgl. DE 30 22 818). Bei reflektiven Anzeigen ist die Verwendung von Flüssigkristallen mit kleiner Doppelbrechung noch wichtiger als bei transmissiven Anzeigen, da bei reflektiven Anzeigen die effektive Schichtdicke, die das Licht durchquert, ungefähr doppelt so groß ist wie bei transmissiven Anzeigen mit derselben Schichtdicke.

Vorteile von reflektiven Anzeigen gegenüber transmissiven Anzeigen sind neben dem geringeren Leistungsverbrauch (keine Hintergrundbeleuchtung nötig) die Platzersparnis, die zu einer sehr geringen Bautiefe führt und die Verminderung von Problemen durch Temperaturgradienten durch unterschiedliche Aufheizung durch die Hintergrundbeleuchtung. Die Span­ nungsführung ist somit einfacher, da die Versorgung von backlight entfällt.

Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen und insbesondere an reflektiven MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellen­ spannung, die diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen.

Bei TN-(Schadt-Helfrich)-Zellen sind Medien erwünscht, die folgende Vor­ teile in den Zellen ermöglichen:

• - erweiterter nematischer Phasenbereich (insbesondere zu tiefen Temperaturen)
• - schnelle Schaltbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen (out-door-use, Automobil, Avionik)
• - erhöhte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung (längere Lebens­ dauer und erleichtert Verklebungsprozeß des Panels)
• - niedrige Schwellen-(Ansteuer-)spannung

Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Medien ist es nicht möglich, diese Vorteile unter gleichzeitigem Erhalt der übrigen Pa­ rameter zu realisieren.

Bei höher verdrillten Zellen (STN) sind Medien erwünscht, die eine höhere Multiplexierbarkeit und/oder kleinere Schwellenspannungen und/oder brei­ tere nematische Phasenbereiche (insbesondere bei tiefen Temperaturen) ermöglichen. Hierzu ist eine weitere Ausdehnung des zur Verfügung ste­ henden Parameterraumes (Klärpunkt, Übergang smektischnematisch bzw. Schmelzpunkt, Viskosität, dielektrische Größen, elastische Größen) dringend erwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Medien für derartige MFK-, TN- oder STN-Anzeigen, insbesondere für reflektive MFK-Anzeigen, bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringem Maße, und vorzugsweise gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände und niedrige Schwellenspannungen und gleichzeitig sehr niedrige Doppelbrechungen aufweisen.

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

Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektri­ scher Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel I,

enthält,
worin
R^1-4 jeweils unabhängig voneinander einen unsubstituierten, ei­ nen einfach durch CN oder CF₃ oder einen mindestens ein­ fach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
-A- 1,4-Phenylen, worin auch eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 2,3-Difluor-1,4-phenylen, 2-Fluor-1,4- phenylen, 3-Fluor-1,4-phenylen oder eine Einfachbindung,
bedeuten.

Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungsbe­ reich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formel I flüssigkristallinen Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder dessen Viskosität zu optimieren.

Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil.

Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formel, worin R¹ bis R⁴ geradkettige Alkylreste, ferner geradkettige Alkoxyreste, mit 1 bis 7 C- Atomen bedeuten.

Falls einer der Reste R¹ bis R⁴ einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein.

Vorzugsweise sind die Reste R^1-4 geradkettig, haben 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeuten demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy oder Dodecoxy.

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 R¹ bis R⁴ unabhängig voneinander Alkylreste bedeuten, in denen eine CH₂-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, so können diese geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise sind sie geradkettig, haben 2 bis 10 C-Atome und bedeuten Vinyl, 1E-Alkenyl oder 3E-Alkenyl. Sie bedeuten 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, ferner 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 R¹ bis R⁴ Alkylreste bedeuten, in denen 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 Oxycarbonyl­ gruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome. Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl, 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.

Falls R¹ bis R⁴ Alkylreste bedeuten, in denen 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 können diese geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise sind sie geradkettig und haben 4 bis 12 C-Atome. Sie bedeuten demnach besonders Acryloyloxymethyl, 2-Acryloyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryl-oyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyloxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Metha-cryloyloxyethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Metha­ cryloyloxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.

Falls R¹ bis R⁴ unabhängig voneinander einen einfach durch CN oder CF₃ substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeuten, so sind diese Reste vor­ zugsweise geradkettig. Die Substitution durch CN oder CF₃ ist in beliebiger Position.

Falls R¹ bis R⁴ unabhängig von einander einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeuten, so sind diese Reste vorzugsweise geradkettig und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist Halogen vorzugsweise F. Die resultierenden Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in ω-Position.

Verbindungen der Formel I, die über für Polymerisationsreaktionen geeig­ nete Flügelgruppen R¹ bis R⁴ verfügen, eignen sich zur Darstellung flüssigkristalliner Polymerer.

Verbindungen der Formel I mit verzweigten Flügelgruppen R¹ bis R⁴ können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbin­ dungen dieser Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien.

Verbindungen der Formel I mit S_A-Phasen eignen sich beispielsweise für thermisch adressierte Displays.

Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste R¹ bis R⁴ 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 Reste R¹ bis R⁴ einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann die­ ser 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.

Bevorzugt kleinere Gruppen von Verbindungen der Formel I sind diejeni­ gen der Teilformeln I1 bis I5:

In den Unterformeln 11 bis 15 bedeuten
r, s, t, u jeweils unabhängig voneinander 1-12
v, w, x, y jeweils unabhängig voneinander 0 bis 10,
wobei v + w bzw. x + y ≦ 10 ist.

Insbesondere bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln 11 und 13.

Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Hou­ ben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können z. B. wie folgt hergestellt werden:

Beispiel 1

Beispiel 2

Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen (insbeson­ dere STN- oder MFK-Anzeigen mit zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, integrierten nichtlinearen Elemen­ ten zur Schaltung einzelner Bildpunkte auf den Trägerplatten und einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie und hohem spezifischem Widerstand), die der­ artige Medien enthalten sowie die Verwendung dieser Medien für elektro­ optische Zwecke.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine be­ deutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes.

Die erzielbaren Kombinationen aus Rotationsviskosität γ₁, Klärpunkt, Fließ- Viskosität bei tiefer Temperatur, thermischer und UV-Stabilität und dielektrischer und optischer Anisotropie übertreffen bei weitem bisherige Materialien aus dem Stand der Technik. Insbesondere die erzielbare Kombination aus niedriger Doppelrechnung und gleichzeitig hohem Klärpunkt durch Einsatz ein oder mehrerer Verbindungen der Formel I ermöglicht es Mischungen herzustellen, die keine oder nur wenige low Δn- Verbindungen enthalten, wodurch der Gew.-%-Anteil der polaren flüssigkristallinen Verbindungen drastisch in der Mischung erhöht werden kann. Dies hat indirekt zur Folge, daß die Schwellenspannung gesenkt wird.

Die Forderung nach hohem Klärpunkt, nematischer Phase bei tiefer Tem­ peratur sowie einer niedrigen Doppelbrechung (Δn) und gleichzeitig einer niedrigen Schwellenspannung konnte bislang nur unzureichend erfüllt werden. Flüssigkristallmischungen, wie z. B. MLC-6476 und MLC-6625 (Merck KGaA, Darmstadt, BRD), weisen zwar vergleichbare Klärpunkte und Tieftemperaturstabilitäten auf, sie haben jedoch sowohl viel höhere Δn-Werte von ca. 0,075 als auch viel höhere Schwellenspannungen von ca. 1,7 V und mehr.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es unter Beibehaltung der nematischen Phase bis -20°C und bevorzugt bis -30°C, besonders bevorzugt bis -40°C, Klärpunkte oberhalb 80°C, vorzugsweise oberhalb 90°, besonders bevorzugt oberhalb 100°C, gleichzeitig Doppel­ brechung ≦ 0,07, vorzugsweise ≦ 0,065, und ganz besonders bevorzugt ≦ 0,0635 und eine niedrige Schwellenspannung zu erreichen, wodurch hervorragende STN- und MKF-Anzeigen und insbesondere reflektive MFK- Anzeigen erzielt werden können. Insbesondere sind die Mischungen durch kleine Operationsspannungen gekennzeichnet.

Die TN-Schwellen liegen unterhalb 2,0 V, vorzugsweise unterhalb 1,8 V. Insbesondere bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen mit einem Klärpunkt von 80°C oder mehr und

• - einer Schwellenspannung von ≦ 1,90 V sowie einem Δn von ≦ 0,0625, oder
• - einer Schwellenspannung von ≦ 1,80 V sowie einem Δn von ≦ 0,0615, oder
• - einer Schwellenspannung von ≦ 1,80 V oder weniger und einem Δn von ≦ 0,060.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß durch geeignete Wahl der Kompo­ nenten der erfindungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z. B. oberhalb 110°C) bei niedrigen dielektrischen Anisotropiewerten und somit höheren Schwellenspannungen oder niedrigere Klärpunkte bei höheren dielektrischen Anisotropiewerten (z. B. < 12) und somit niedrigeren Schwel­ lenspannungen (z. B. < 1,1 V) unter Erhalt der anderen vorteilhaften Eigen­ schaften realisiert werden können.

Ebenso können bei entsprechend wenig erhöhten Viskositäten Mischungen mit größerem Δε und somit geringeren Schwellen erhalten werden. Die erfindungsgemäßen MFK-Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten Transmissionsminimum nach Gooch und Tarry [C. H. Gooch und H. A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C. H. Gooch und H. A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975], wobei hier neben besonders günstigen elektrooptischen Eigenschaften wie z. B. hohe Steilheit der Kennlinie und geringe Winkelabhängigkeit des Kontrastes (DE-PS 30 22 818) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen Anzeige im zweiten Minimum eine kleinere dielektrische Anisotropie ausreichend ist. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen als bei Mischungen mit Cyanoverbindungen.

Der Fachmann kann durch geeignete Wahl der einzelnen Komponenten und deren Gewichtsanteilen mit einfachen Routinemethoden die für eine vorgegebene Schichtdicke der MFK-Anzeige erforderliche Doppel­ brechung einstellen. Die Anforderungen an reflektiven MFK-Anzeigen wurden z. B. im Digest of Technical Papers, SID Symposium 1998, dargestellt.

Die Rotationsviskosität γ₁ ist vorzugsweise < 140 mPa.s, besonders be­ vorzugt < 120 mPa.s. Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 90°, insbesondere mindestens 100°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von -20° bis +80°.

Messungen des "Capacity Holding-Ratio" (HR) auch "Voltage Holding Ratio" genannt (S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989) haben ergeben, daß erfindungsgemäße Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I eine deutlich kleinere Abnahme des HR mit steigender Temperatur aufweisen als analoge Mischungen enthaltend anstelle den Verbindungen der Formel I Cyanophenylcyclohexane der Formel

oder Ester der Formel

Auch die UV-Stabilität der erfindungsgemäßen Mischungen ist erheblich besser, d. h. sie zeigen eine deutlich kleinere Abnahme des HR unter UV-Belastung.

Vorzugsweise basieren die erfindungsgemäßen Medien auf mehreren (vorzugsweise zwei, drei oder mehr) Verbindungen der Formel I, d. h. der Anteil dieser Verbindungen ist 5-95%, vorzugsweise 10-60% und besonders bevorzugt im Bereich von 15-50%.

Die einzelnen Verbindungen der Formeln 1 bis XVI und deren Unterfor­ meln, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbin­ dungen hergestellt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen sind im folgenden angegeben:

• - Medium enthält Verbindungen der Formel I, worin mindestens einer der Reste R^1-4 vorzugsweise Ethyl, Propyl, Butyl und Pentyl, Hexyl und/oder Heptyl bedeutet. Verbindungen der Formel I mit kurzen Seitenketten R^1-4 beeinflussen positiv die elastischen Konstanten, insbesondere K₁, und führen zu Mischungen mit besonders niedrigen Schwellenspannungen.
• - Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausge­ wählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II bis IX:
  

worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben:
R⁰

: n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen
X⁰

: F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkenyl oder halogeniertes Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen,
Z⁰

: -C₂

H₄

-, -CH=CH-, -C₂

F₄

-, -OCF₂

-, -CF₂

O-
Y¹

bis Y⁴

: jeweils unabhängig voneinander H oder F
r: 0 oder 1.

Die Verbindung der Formel IV ist vorzugsweise

• - Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der For­ mel
  wobei
  
  

und L¹

H oder F bedeutet.

• - Medium enthält zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der For­ meln RI, RII, und/oder RIII:
  

worin R⁰

die oben angegebene Bedeutung hat, vorzugsweise gerad­ kettiges Alkyl mit 1-6 C-Atomen bedeutet, und Alkenyl und Alkenyl* bedeuten vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander Vinyl, 1E- Alkenyl, 3E-Alkenyl oder 4-Alkenyl mit bis zu 9 C-Atomen. Alkyl und Alkyl* bedeuten geradkettiges Alkyl mit 1-6 C-Atomen.

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

Der Ausdruck "Alkenyl" oder "Alkenyl*" umfaßt geradkettige und ver­ zweigte Alkenylgruppen 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, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Alkenylgruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.

• - Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausge­ wählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln X bis XVI:
  worin R⁰, X⁰, Y¹ und Y² jeweils unabhängig voneinander eine der oben angegebenen Bedeutungen haben. Vorzugsweise bedeutet X⁰ F, Cl, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OCH=CF₂, OCF=CF₂ oder OCF=CHF.
• - Der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis IX zusammen beträgt im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-%;
• - Der Anteil an Verbindungen der Formel I beträgt im Gesamtgemisch 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%.
• - Der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IX im Gesamtgemisch beträgt 20 bis 80 Gew.-%
  ist vorzugsweise
  
• - Das Medium enthält Verbindungen der Formeln II, III, IV, V, VI und/oder VII;
• - R⁰ ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen;
• - Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen der For­ meln I bis IX;
• - Das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausge­ wählt aus der folgenden Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XVII bis XXII:
  

worin R⁰

, X⁰

und X^0'

die oben angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylenringe durch CN, Chlor oder Fluor substituiert sein können. Vorzugsweise sind die 1,4-Phenylenringe ein- oder mehrfach durch Fluoratome substituiert.

Der Ausdruck "Fluoralkyl" umfaßt vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigen 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 For­ mel C_nH_2n+1-O-(CH₂)_m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6.

Durch geeignete Wahl der Bedeutungen von R⁰ und X⁰, X^0' können die An­ sprechzeiten, die Schwellenspannung, die Steilheit der Transmissions­ kennlinien etc. in gewünschter Weise modifiziert werden. Beispielsweise führen 1E-Alkenylreste, 3E-Alkenylreste, 2E-Alkenyloxyreste und derglei­ chen in der Regel zu kürzeren Ansprechzeiten, verbesserten nematischen Tendenzen und einem höheren Verhältnis der elastischen Konstanten k₃₃ (bend) und k₁₁ (splay) im Vergleich zu Alkyl- bzw. Alkoxyresten.

4-Alkenylreste, 3-Alkenylreste und dergleichen ergeben im allgemeinen tiefere Schwellenspannungen und kleinere Werte von k₃₃/k₁₁ im Vergleich zu Alkyl- und Alkoxyresten.

Eine Gruppe -CH₂CH₂- in einer flüssigkristallinen Verbindung führt im allgemeinen zu höheren Werten von k₃₃/k₁₁ im Vergleich zu einer ein­ fachen Kovalenzbindung. Höhere Werte von k₃₃/k₁₁ ermöglichen z. B. flachere Transmissionskennlinien in TN-Zellen mit 90° Verdrillung (zur Erzielung von Grautönen) und steilere Transmissionskennlinien in STN-, SBE- und OMI-Zellen (höhere Multiplexierbarkeit) und umgekehrt.

• - Das Gewichtsverhältnis I: (II + III + IV + V + VI + VII + VIII + IX) ist vorzugsweise 1 : 10 bis 10 : 1.
• - Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln I bis XXII.

Es wurde gefunden, daß bereits ein relativ geringer Anteil an Verbindun­ gen der Formel I im Gemisch mit üblichen Flüssigkristallmaterialien, insbe­ sondere jedoch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel II bis IX, zu niedrigen Werten für die Doppelbrechung führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangstemperaturen smektisch­ nematisch beobachtet werden, wodurch die Lagerstabilität verbessert wird. Die Verbindungen der Formeln I bis IX sind farblos, stabil und untereinan­ der und mit anderen Flüssigkristallmaterialien gut mischbar.

• - Das optimale Mengenverhältnis der Verbindungen der Formeln I und II + III + IV + V + VI + VII + VIII + IX hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII und/oder IX und von der Wahl weiterer gegebenenfalls vorhandener Komponenten ab. Geeignete Mengenverhältnisse innerhalb des oben angegebenen Bereichs können von Fall zu Fall leicht ermittelt werden.

Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis XVI in den 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 Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln I bis XVI ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfin­ dungsgemäßen Medien Verbindungen der Formel II bis IX (vorzugsweise II und/oder III), worin X⁰ OCF₃, OCHF₂, F, OCH=CF₂, OCF=CF₂ oder OCF₂-CF₂H bedeutet. Eine günstige synergistische Wirkung mit den Ver­ bindungen der Formel I führt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen MFK-Anzeige aus Polarisatoren, Elek­ trodengrundplatten und Elektroden mit Oberflächenbehandlung entspricht der für derartige Anzeigen üblichen Bauweise.

Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefaßt und umfaßt auch alle Abwandlungen und Modifikationen der MFK-Anzeige, insbeson­ dere auch Matrix-Anzeigeelemente auf Basis poly-Si TFT oder MIM.

Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen Anzeigen zu den bisher üblichen auf der Basis der verdrillten nematischen Zelle besteht je­ doch in der Wahl der Flüssigkristallparameter der Flüssigkristallschicht.

Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristallmi­ schungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewün­ schte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösemittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.

Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0-15% pleochroitische Farbstoffe und/oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden. Die Zusätze werden jeweils in Konzentrationen von 0,01 bis 6% und bevorzugt von 0,1 bis 3% eingesetzt. Dabei werden jedoch die Konzen­ trationsangaben der übrigen Bestandteile der Flüssigkristallmischungen, also der flüssigkristallinen oder mesogenen Verbindungen, ohne Berücksichtigung der Konzentration dieser Zusatzstoffe angegeben.

K bedeutet eine kristalline, S eine smektische, S_C eine smektisch C, N eine nematische und I die isotrope Phase.

V₁₀ bezeichnet die Spannung für 10% Transmission (Blickrichtung senk­ recht zur Plattenoberfläche). t_on bezeichnet die Einschaltzeit und t_off die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem 2,5fachen Wert von V₁₀. Δn bezeichnet die optische Anisotropie und n₀ den Bre­ chungsindex. Δε bezeichnet die dielektrische Anisotropie (Δε = ε_||-ε', wobei ε_|| sie die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und ε' die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet). Die elektro­ optischen Daten wurden in einer TN-Zelle im 1. Minimum (d. h. bei einem d.Δn-Wert von 0,5) bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Die optischen Daten wurden bei 20°C gemes­ sen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.

Die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristallmischungen wurden nach "Physical Properties of Liquid Crystals", Edition W. Becker 1997, Merck KGaA, bestimmt, soweit nicht explizit anders angegeben.

In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1 sind geradket­ tige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Vorzugsweise bedeuten n und m 1-10. 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 R^1', R^2', L^1' und L^2':

Bevorzugte Mischungskomponenten der erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Mischungen finden sich in den Tabellen A und B:

Tabelle A

Tabelle B

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begre­ nzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt, Kp. Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, S = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar. Δn bedeutet optische Anisotropie (589 nm, 20°C) und die Fließ­ viskosität (mm²/sec) sowie die Rotationsviskosität γ₁ (mPa.s) wurden bei 20°C bestimmt.

Mischungsbeispiele Beispiel 1

CCH-301 10,0%
CC-5-V 17,0%
CCP-20CF₃

3,0%
CCP-2F.F.F 11,0%
CCP-3F.F.F 11,0%
CCP-5F.F.F 6,0%
CCP-20CF₃

.F 8,0%
CCZU-2-F 5,0%
CCZU-3-F 12,0%
CCZU-5-F 5,0%
CC-5-5-TT-CC-5-5 12,0%
S → N [°C]: < -40°C
Klärpunkt [°C]: +89,5°C
Δn [589 nm, 20°C]: +0,0598
d.Δn [20°C]: 0,50 µm
Verdrillung: 90°
V(_10,0,20

) [V]: 1,77
tilt: 3,4°

Beispiel 2

CCH-3CF₃

6,0%
CCH-5CF₃

9,0%
CCH-34 3,0%
CC-5-V 6,0%
CCP-2F.F.F 9,0%
CCP-3F.F.F 10,0%
CCP-4F.F.F 8,0%
CCP-5F.F.F 5,0%
CCP-40CF₃

2,0%
CCP-20CF₃

.F 10,0%
CCZU-2-F 5,0%
CCZU-3-F 14,0%
CCZU-5-F 5,0%
CC-5-5-TT-CC-5-5 8,0%
S → N [°C]: < -40,0
Klärpunkt [°C]: +81,0
Δn [589 nm, 20°C]: +0,0613
Rotationsviskosität γ₁

[m Pa.s; 20°C]: 164
d.Δn [20°C, µm]: 0,50
Verdrillung: 90°
V₁₀

[V]: 1,55

Beispiel 3

CCH-3CF₃

6,0%
CCH-5CF₃

9,0%
CCH-34 4,0%
CC-5-V 5,0%
CCP-2F.F.F 11,0%
CCP-3F.F.F 12,0%
CCP-5F.F.F 6,0%
CCP-40CF₃

7,0%
CCP-20CF₃

.F 8,0%
CCP-20CF₃

310%
CCZU-2-F 5,0%
CCZU-3-F 15,0%
CCZU-5-F 5,0%
CC-5-5-TT-CC-5-5 4,0%
S → N [°C]: < -40,0
Klärpunkt [°C]: +79,5
Δn [589 nm; 20°C]: +0,0643
Rotationsviskosität γ₁

[m Pa.s; 20°C]: 139
d.Δn [20°C, µm]: 0,50
Verdrillung: 90°
V₁₀

[V]: 1,54

Beispiel 4

CCH-3CF₃

7,0%
CCH-5CF₃

7,0
CCH-34 5,0
CC-5-V 3,5%
CCP-2F.F.F 12,0%
CCP-3F.F.F 12,0%
CCP-SF.F.F 6,0%
CCP-30CF₃

2,0%
CCP-40CF₃

7,0%
CCP-20CF₃

.F 10,0%
CCZU-2-F 5,0%
CCZU-3-F 15,0%
CCZU-5-F 5,0%
CC-5-5-TT-CC-5-5 3,5%
S → N [°C]: < -30,0
Klärpunkt [°C]: +80,5
Δn [589 nm; 20°C]: 0,0653
Rotationsviskosität γ₁

[mPa.s; 20°C]: 141
d.Δn [20°C, µm]: 0,50
Verdrillung: 90°
V₁₀

[V]: 1,51

Beispiel 5

CCH-3CF₃

9,0%
CCH-5CF₃

7,0%
CCH-34 5,0%
CCP-2F.F.F 11,0%
CCP-3F.F.F 12,0%
CCP-5F.F.F 5,0%
CCP-20CF₃

4,0%
CCP-30CF₃

2,0%
CCP-40CF₃

7,0%
CCP-20CF₃

.F 10,0%
CCZU-2-F 5,0%
CCZU-3-F 15,0%
CCZU-5-F 4,0%
CC-5-5-TT-CC-5-5 4,0%
S → N [°C]: < -30,0
Klärpunkt [°C]: +80,0
Δn [589 nm; 20°C]: 0,0652
Rotationsviskosität γ1
[mPa.s; 20°C]: 144
d.Δn [20°C, µm]: 0,50
Verdrillung: 90°
V₁₀

[V] 1,49

Claims (12)

1. Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von pola­ ren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der allge­ meinen Formel I
enthält,
worin
R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF₃ oder einen mindes­ tens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
-A- 1,4-Phenylen, worin auch eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 2,3-Difluor-1,4-phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 3-Fluor-1,4-phenylen oder eine Einfachbindung,
bedeuten.

2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten.

3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II bis IX enthält:
worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben:
R⁰: n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen,
X⁰: F, Cl, halogeniertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen,
Z⁰: -C₂H₄-, -CH=CH-, -C₂F₄, -OCF₂, -CF₂O-
Y¹ bis Y⁴: jeweils unabhängig voneinander H oder F,
r: 0 oder 1.

4. Medium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis IX zusammen im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt.

5. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch 5 bis 50 Gew.-% beträgt.

6. Medium nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IX im Gesamtgemisch 20 bis 80 Gew.-% beträgt.

7. Medium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß X⁰ F, OCHF₂ oder OCF₃ ist.

8. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein oder mehrere Verbindungen der Formel I und ein oder mehrere Verbindungen der Formel
enthält,
worin
R⁰ n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen, und
L¹ H oder F
bedeutet.

9. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es ein oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den allgemeinen Formeln X bis XVI
enthält,
worin
R⁰, X⁰, Y¹ und Y² die in Anspruch 2 angegebenen Bedeutungen haben.

10. Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach Anspruch 1 für elektrooptische Zwecke.

11. Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach Anspruch 10 für reflektive Matrix-Flüssigkristallanzeigen.

12. Elektrooptische Flüssigkristallanzeige enthaltend ein flüssigkristal­ lines Medium nach Anspruch 1.