DE3546828C1

DE3546828C1 - Elektrooptisches Anzeigeelement

Info

Publication number: DE3546828C1
Application number: DE3546828A
Authority: DE
Inventors: Schad Hans Peter; Kelly Stephen Malcolm; Eike Poetsch; Reinhard Hittich; Georg Weber
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2005-04-14

Description

Zum Betrieb von elektrooptischen Anzeigen auf der Basis von Flüssigkristallen, auch FK-Anzeigen oder LCD genannt, liegt die FK-Phase als Dielektrikum zwischen zwei von einander beabstandeten, flächigen und muster- bzw. rasterartig ausgebildeten Elektroden; durch selektive Erregung von vorbestimmten Elektrodenfeldbereichen wird die Lage bzw. Orientierung der Moleküle des Dielektrikums in den Bereichen der selektiven Erregung verändert und dadurch eine für das Auge wahrnehmbare selektrive lokale Veränderung des Dielektrikums bewirkt.

Dies erfordert Potentiale, deren Größe unter anderem von dem Grad der Anisotropie der FK-Phase abhängig ist; dieser Anisotropiegrad wird für eine gegebene FK-Substanz allgemein durch die Differenz (Δ) der Dielektri zitätskonstanten (ε) parallel zum elektrischen Feld (ε_||) minus derjenigen senkrecht dazu (ε_┴), d. h. durch die kurz als DK-Anisotropie oder DKA genannte Beziehung Δε = ε_|| - ε_┴ ausgedrückt.

Bei FK-Anzeigen, die nach dem Prinzip der nematischen Drehzelle (TN = twisted nematic; siehe Helfrich, W. und Schadt, M., Appl. Phys. Lett. 18 (1971) 127) arbeiten, hängt von der DKA die sogenannte Schwellenspannung ab, die ihrerseits aus verschiedenen Gründen, wie CMOS- Kompatibilität, nicht beliebig hoch liegen darf und praktisch umso kleiner gehalten werden kann, je größer der Wert von Δε ist.

Da Δε die Differenz von zwei Werten ist, kann sich eine jeweils gleiche Differenzgröße aus ganz unterschiedlichen Wertepaaren ergeben, z. B. indem die DKA im Ergebnis gleich ist für

Δε = 21 (ε_||) - 20 (ε_┴) =1
Δε = 2 (ε_||) - 1 (ε_┴) =1.

Aus einem völlig anderen Grund, nämlich der besonders für Anzeigen mit hohem Informationsgehalt (z. B. im Bereich von bis zu 10⁶ Bildpunkten pro Anzeige) wesentlichen Maximaldressierungen und der damit zusammenhängenden Wünschbarkeit einer möglichst steilen und hohen Schulter der Sprungstelle im Spannungs/Kontrast-Diagramm des flüssigkristallinen Dielektrikums der FK-Anzeige, soll ferner der Wert des Verhältnisses Δε/ε_┴ klein sein; aufgrund des obigen Zahlenbeispiels ist ohne weiteres verständlich, daß man sich diesem Ziel auf zwei Wegen nähern kann, nämlich:

a) Verwendung entsprechender FK-Mischungen aus Substanzen mit stark positiver oder schwach negativer DKA (siehe z. B. Kmetz, A.R., SID Digest, Tech. Papers IX (1078) 70); dies hat besonders den Nachteil, daß die Mischungen zur Bildung smektischer Phasen neigen;
b) Verwendung von Substanzen, die im Molekül sowohl eine ausgeprägte Polarisierung in Längsrichtung als auch eine solche in Querrichtung, bezogen auf die allgemein "gestreckte" Form der FK-Moleküle, aufweisen (Osman, M. A., europäische Patentanmeldung, Publikations-Nr. 00 19 665); dies hat den Vorteil, daß das Verhältnis Δε/ε_┴ vermindert werden kann durch Erhöhung des ε_┴-Beitrages und nicht oder nicht notwendigerweise durch Verminderung des ε_||- Beitrages des gleichen Moleküls.
Die Nachteile der in der genannten europäischen Patentanmeldung beschriebenen Verbindungen liegt in deren relativ hoher Viskosität bzw. deren relativ hohen Schmelzpunkten sowie der meist schwierigen Synthese und/oder geringen Stabilität.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Klasse anisotropischer Verbindungen anzugeben, die sich für FK-Anzeigen bzw. für FK-Mischungen eignen und eine weitgehend freie Wahl der Δε- bzw. Δε_┴-Beiträge unter Verminderung bzw. Ausschaltung der Nachteile der bekannten Verbindungen gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erreicht durch anisotrope Verbindungen der Formel (1)

in welcher R eine Alkyl-, Alkoxy-, Oxaalkyl-, Alkenyl- oder Alkanoyloxygruppe mit jeweils 1-12 C-Atomen im Alkylteil, der eine gerade oder verzweigte und gegebenenfalls chirale Kette hat, ist, X² und X³ gewählt sind aus Wasserstoff, Halogen und Nitril, X⁴ Halogen oder Nitril bedeutet, Z die Methylengruppe -CH₂- oder die Ethersauerstoffbrücke -O- bedeutet und m und n jeweils 0, 1 oder 2 bedeuten mit den Maßgaben, daß

a) die Summe von n und m mindestens 1 und höchstens 3 ist,
b) m 2 und n 0 bedeutet, falls Z -CH₂- und X⁴ Nitril bedeutet,
c) mindestens eine der Grupen X² und X³ nicht Wasserstoff bedeutet.

R bedeutet vorzugsweise eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alka noyloxygruppe mit jeweils 1-12 C-Atomen im Alkylteil, der eine gerade oder verzweigte und gegebenenfalls chirale Kette hat, d. h. C₁-C₁₂-Alkyl, C₁-C₁₂-Alkoxy- und

wie z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl als Alkylteil einschließlich der entsprechenden chiralisomeren Alkylteile, wie beispielsweise 1-Methylpropyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 1- oder 2- oder 3- oder 4-Methylhexyl, 1- oder 2- oder 3- oder 4- oder 5-Methylheptyl sowie weitere nach diesem Prinzip gebildeten Alkyl-Alkylgruppen mit asymmetrischem C-Atom. Alkylteile mit 2-8 C-Atomen, insbesondere 3-8 C-Atomen, werden häufig bevorzugt.

In Formel (1) sind X² und X³ gewählt aus Wasserstoff, Halogen, Fluor, Chlor, Brom, Jod und Nitril (-C≡N) mit der Maßgabe, daß mindestens eine der Gruppen X² und X³ nicht Wasserstoff bedeutet; Z bedeutet die Methylengruppe -CH₂- oder die Ethersauerstoffbrücke -O-; m und n sind jeweils 0, 1 oder 2 mit der Maßgabe, daß die Summe von n und m mindestens 1 und höchstens 3 ist. Für viele Zwecke werden Verbindungen (1) bevorzugt, bei welchen n=1 oder 2, vorzugsweise 1, und m 0 oder 1 ist. Z ist vorzugsweise die Ethersauerstoffbrücke -0-.

Vorzugsweise ist eine der Gruppen X² und X³ Fluor und die andere Wasserstoff.

X⁴ ist Halogen oder Nitril, vorzugsweise Nitril, Fluor oder Chlor. Falls (m + n) 2 oder 3 und n 1 oder 2 und Z -CH₂- bedeutet, ist X⁴ vorzugsweise F oder Cl, insbesondere bevorzugt F. Falls (m + 1) 1 und Z -CH₂- bedeutet, ist X⁴ vorzugsweise F oder Cl, insbesondere bevorzugt F.

Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen (1) hat somit die Formel (9)

in der R, X² und X³ die oben angegebene Bedeutung haben und Halogen Fluor oder Chlor, vorzugsweise Fluor, bedeutet.

Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen (1) hat die Formel (2)

in der R, X² und X³ die oben angegebene Bedeutung haben. Halogen bedeutet vorzugsweise Fluor oder Chlor, insbesondere Fluor.

Bei einer ebenfalls bevorzugten Gruppe von Verbindungen der Formel (1) bzs. (2) ist R eine Alkylgruppe mit 1-12 C-Atomen, vorzugsweise mit 3-9 C-Atomen, wie z. B. n-Pentyl oder n-Heptyl.

Für viele Zwecke werden ferner erfindungsgemäße Verbindungne (1) mit einer längspolarisierenden Flügelgruppe bevorzugt, d. h. solche, bei welchen X⁴ die Nitrilgruppe (-C≡N) oder Halogenatom, insbesondere F, ist, wobei eine von X², X³ ein Halogenatom, insbesondere Fluor, und die andere von X², X³ das Wasserstoffatom bedeutet.

Eine weitere allgemein bevorzugte Gruppe von Verbindungen (1) sind solche der Formel (6)

in der R, X², X³ und X⁴ die für Formel (1) angegebene allgemeine oder bevorzugte Bedeutung haben und m¹ 0 oder 1 ist.

Eine weitere allgemein bevorzugte Gruppe von Verbindungen (1) sind solche der Formel (7)

in der R, X², X³ und X⁴ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben. X⁴ ist hier vorzugsweise CN, F oder Cl, insbesondere bevorzugt CN. Eine weiter allgemein bevorzugte Gruppe von Verbindungen (1) sind solche der Formel (8)

in der R, X² und X³ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.
R, X² und X³ haben in den Formeln (7) und (8) die für Formel (1) angegebene allgemeine oder bevorzugte Bedeutung.

Mit der Bereitstellung der Verbindungen der Formel (1) wird außerdem ganz allgemein die Palette der flüssig kristallinen Substanzen, die sich unter verschiedenen anwendungstechnischen Gesichtspunkten zur Herstellung nematischer Gemische eignen, erheblich verbreitert.

Die Verbindungen der Formel (1) besitzen einen breiten Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterial dienen, aus denen flüssigkristalline Dielektrika zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formel (1) flüssig kristalliner Basismaterialien aus anderen Verbindungs klassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu senken. Die Verbindungen der Formel (1) eignen sich ferner als Zwischenprodukte zur Herstellung anderer Substanzen, die sich als Bestandteile flüssig kristalliner Dielektrika verwenden lassen.

Die Verbindungen der Formel (1) sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenem Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie sehr stabil.

Gegenstand der Erfindung sind somit Flüssigkristallanzeige elemente, insbesondere solche mit Multiplexbetrieb, die derartige Gemische enthalten.

Verbindungen der Formeln (1) mit verzweigter Flügelgruppe R können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, 2-Octyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentox, 2-Ethylhexoxy, 1-Methyl- hexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methyl pentyl. Solche Verbindungen sind als Komponenten smektischer Mischungen mit ferroplastischen Eigenschaften verwendbar.

Unter den Verbindungen der Formel (1) sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin enthaltenen Reste einer der angegebenen bevorzugten Bedeutungen hat.

Die Verbindungen der Formel (1) werden nach an sich bekannten Methoden hergestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.

Der Fachmann kann durch Routinemethoden entsprechende Synthesemethoden aus dem Stand der Technik entnehmen (z. B. DE-OS 23 44 732, 24 50 088, 24 29 093, 25 02 904, 26 36 684, 27 01 591 und 27 52 975 betreffend Verbindungen mit 1,4-Cyclohexylen und 1,4-Phenylen-Gruppen; DE-OS 32 08 089, DE-OS 31 17 152, DE-OS 30 42 391 und EP-OS 84 194 betreffend lateral substituierter Verbindungen; und DE-OS 32 01 721 betreffend Verbindungen -CH₂CH₂-Brückengliedern).

Die Ausgangsstoffe können gewünschtenfalls auch in situ gebildet werden, derart, daß man sie aus dem Reaktionsgemisch nicht isoliert, sondern sofort weiter zu den Verbindungen der Formel (1) umsetzt.

So können diejenigen Verbindungen der Formel (1), in welchen Z die Methylenbrücke (-CH₂-) bedeutet, zweckmäßig z. B. nach dem folgenden Schema I nach einer Grignard- Umsetzung und nachfolgender Reduktion hergestellt werden, während diejenigen Verbindungen der Formel (1), in welcher Z die Ethersauerstoffbrücke (-O-) bedeutet, vorteilhaft durch Kondensation gemäß Schema II zugänglich sind. Verbindungen der Formel (1), in welcher X², X³ oder X⁴ die Nitrilgruppe ist, können durch Nitrilieren aus den entsprechenden Verbindungen (1) erhalten werden, in welchen das entsprechende X², X³ oder X⁴ ein für die Nitrilierung geeignetes Halogenatom, z. B. Brom, ist.

In den Schemata I und II bedeuten ferner:

worin R, n, m, X², X³ und X⁴ die oben genannte Bedeutung haben.

Schema I

Schema II

Geeignete Verbindungen der Formeln (I-1) und (I-2) bzw. der Formeln (II-1) und (II-2) sind entweder bekannt oder analog wie die bekannten Verbindungen nach Standard verfahren erhältlich.

Ein Beispiel zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I-2) ist im folgenden Schema III erläutert.

Schema III

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen (Phasen) bestehen aus 2 bis 25, vorzugsweise 3 bis 15 Komponenten, darunter mindestens einer Verbindung der Formel (I). Die anderen Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus den nematischen oder nematogenen Substanzen, insbesondere den bekannten Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexancarbonsäure phenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenylcyclohexane, Cyclo hexylbiphenyle, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylnaph thaline, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4′-Bis-cyclohexyl biphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-1,3- dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-phenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.

Die wichtigsten als Bestandteile derart flüssigkristalliner Phasen in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formel II charakterisieren,

R′-L-G-E-R′′ (II)

worin L und E je ein carbo- oder heterocyclisches Ringsystem aus der aus 1,4-disubstituierten Benzol und Cyclohexanringen, 4,4′-disubstituierten Biphenyl-, Phenyl- cyclohexan- und Cyclohexylcyclohexansystemen, 2,5-disub stituierten Pyrimidin- und 1,3-dioxanringen, 2,6-disub stituiertem Naphthalin, Di- und Tetrahydronaphthalin, Chinazolin und Tetrahydrochinazolin gebildeten Gruppe,

-CH=CH-
-N(O)=N-
-CH=CY-	-CH=N(O)-
-CH≡C-	-CH₂-CH₂-
-CO-O-	-CH₂-O-
-CO-S-	-CH₂-S-
-CH=N-	-COO-Phe-COO-

oder eine C-C-Einfachbindung, Y Halogen, vorzugsweise Chlor, oder -CN, und R′ und R″ Alkyl, Alkoxy, Alkanoyl oxy oder Alkoxycarbonyloxy mit bis zu 18, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, oder einer dieser Reste auch CN, NC, NO₂, CF₃, F, Cl oder Br bedeuten.

Bei den meisten dieser Verbindungen sind R′ und R″ von einander verschieden, wobei einer dieser Reste meist eine Alkyl- oder Alkoxygruppe ist. Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden herstellbar.

Die erfindungsgemäßen Phasen enthalten etwa 0,1 bis 100, vorzugsweise 10 bis 100%, einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I.

Weiterhin bevorzugt sind erfindungsgemäße Dielektrika, enthaltend 0,1 bis 40, vorzugsweise 0,5 bis 30%, einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Dielektrika erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel werden die Komponenten ineinander gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur.

Durch geeignete Zusätze können die flüssigkristallinen Dielektrika nach der Erfindung so modifiziert werden, daß sie in allen bisher bekannt gewordenen Arten von Flüssigkristallanzeigeelementen verwendet werden können.

Derartige Zusätze sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. Beispielsweise können Leitsalze, vorzugsweise Ethyl-dimethyl-dodecyl-ammonium- 4-hexyloxybenzoat, Tetrabutylammonium-tetraphenylboranat oder Komplexsalze von Kronenthern (vgl. z. B. I. Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Band 24, Seiten 249-258 (1973)) zur Verbesserung der Leitfähigkeit, dichroitische Farbstoffe zur Herstellung farbiger Guest-Host-Systeme oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Orientierung der nematischen Phasen zugesetzt werden. Derartige Substanzen sind z. B. DE-OS 22 09 127, 22 40 864 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430, 28 53 728 und 29 02 177 beschrieben.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. F. = Schmelzpunkt, K. = Klärpunkt. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent; alle Temperaturangaben sind in Grad Celsius angegeben. "Übliche Aufarbeitung" bedeutet: man gibt Wasser hinzu, extrahiert mit Methylenchlorid, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Destillation, Kristallisation und/oder Chromatographie.

Beispiel 1 Herstellung von 4-(trans-4-Pentylcyclohexylmethoxy)-3- fluor-benzonitril; Formel 6: R = n-Pentyl, m¹ = 0, X² = F, X⁴ = CN

Die Herstellung dieser Verbindungen erfolgte nach dem nachstehenden Schema IV. Hierzu wurden 4-Hydroxy-3- fluorbenzonitril (1,0 g, 0,0074 Mol) und trans-4-Pentyl- cyclohexylmethylbromid (2,5 g, 0,0102 Mol) mit Butan- 2-on (50 ml) versetzt; das Gemisch wurde auf Rückfluß erwärmt, unter Rühren 48 Std. auf Rückflußtemperatur gehalten, dann auf Raumtemperatur abkühlen, in Wasser (250 ml) gegossen und mit Chloroform (dreimal 50 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das nach Abdampfen erhaltene Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie an Silicagel mit Toluol als Eluiermittel gereinigt. Nach Abdampfen des Toluols wurde das Produkt mehrmals aus Methanol umkristallisiert, bis die Phasenübergangstemperaturen (in Grad Celsius; K = kristallin; N = nematisch; I = isotrop) konstant waren; die entsprechenden Werte sind: K · 57,5 · N (45.5) · I.

Das verwendete trans-4-Pentylcyclohexylmethylbromid wurde nach der in der europäischen Patentanmeldung Nr. 8 02 01 158.5 beschriebenen Methode aus der entsprechenden Carbonsäure durch Reduktion zum entsprechenden Methanolderivat und Bromieren des letzteren enthalten.

Das 4-Hydroxy-3-fluorbenzonitril wurde wie folgt hergestellt:

4-Brom-2-fluoranisol wurde nach der von Gray, G. W. und Jones, B. (J. Chem. Soc. (1954), (1967) beschriebenen Methode in fast quantitativer Ausbeute erhalten und in einer Menge von 93 g (0,4537 Mol) mit wasserfreiem Kupfer(I)-cyanid (49 g, 0,5444 Mol) in trockenem Di methylformamid (90 ml) nach der von Adamska, G. et al. (Mol. Cryst. Liqu. Cryst. 76 (1981) 93) beschriebenen Methode 3,5 Std. unter Rückfluß erhitzt. Aus dem so gewonnenen Rohprodukt wurden 39 g (57% Ausbeute) reines 4-Methoxy-3-fluorbenzonitril, F 98,5 bis 99°C, erhalten.

Aus 5,0 g (0,0329 Mol) der so erhaltenen Verbindung und 8,75 g (0,0658 Mol) wasserfreiem Aluminiumchlorid sowie 1,9 g (0,0329 Mol) Natriumchlorid wurde eine feinpulverisierte Mischung bereitet und 40 min unter wasserfreien Bedingungen auf dem Ölbad auf 210°C erhitzt. Die abgekühlte Mischung wurde mit 250 ml Wasser behandelt und dreimal mit je 50 ml Diethyläther extrahiert. Die vereinigten Etherextrakte wurden mit Kochsalzlösung (2×250 ml) extrahiert und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter schwachem Unterdruck verdampft und der Rückstand aus Toluol : Hexan (1 : 1) kristallisiert. Dies ergab 3,0 g (66% Ausbeute) reines 4-Hydroxy-3-fluorbenzonitril, F 133,5 bis 134,5°C.

Schema IV

Analog Schema IV sind aus 4-Hydroxy-2-fluorbenzonitril die entsprechenden isomeren erfindungsgemäßen Verbindungen erhältlich.

Beispiel 2-4

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode wurden er findungsgemäße Verbindungen der im Folgenden angegebenen Formel (20), (30), (40) und (50) und den ebenfalls an gegebenen Phasenübergangstemperaturen hergestellt:

Beispiele 5-6

Nach dem im nachfolgenden Schema V dargestellten Verfahren wurden die erfindungsgemäßen Verbindungen

2-(4-[trans-4-heptylcyclohexyl]phenyl)-1-(4-chlor-2- flurophenyl)ethan (K·58·N·83·I) und
2-(4-[trans-4-pentylcyclohexyl]phenyl)-1-(4-chlor-2- flurophenyl)ethan

hergestellt.

Schema V

Im folgenden werden weitere Beispiele für erfindungs gemäße Verbindungen der Formel (1) gegeben.

2-(4-trans-Methylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Ethylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Propylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Butylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Pentylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Hexylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Heptylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Octylcyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Methylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Ethylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Propylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Butylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Pentylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Hexylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Heptylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Octylcyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluorphe nyl)ethan
2-(4-trans-Methylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Ethylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Propylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Butylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Pentylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Hexylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Heptylcyclohexyl)-1-(2,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Methylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Ethylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Propylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Butylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Pentylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Hexylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-Heptylcyclohexyl)-1-(3,4-difluorphenyl)ethan
2-(4-trans-4-Propyl-4′-bicyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluor phenyl)ethan
2-(4-trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexyl)-1-(4-chlor-2-fluor phenyl)ethan
2-(4-trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluor phenyl)ethan
2-(4-trans-4-Propyl-4′-bicyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluor phenyl)ethan
2-(4-trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexyl)-1-(4-chlor-3-fluor phenyl)ethan
2-(trans-4-Methyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Ethyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Propyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Butyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Hexyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexyl)-1-(2,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Methyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Ethyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Propyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Butyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Hexyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexyl)-1-(3,4-difluorphe nyl)ethan
2-(4′-Methylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Ethylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Propylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Butylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Pentylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Hexylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Heptylbiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Methoxybiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Ethoxybiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Propoxybiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Butoxybiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-Pentoxybiphenyl-4-yl)-1-(4-cyano-3-fluorphenyl)ethan
2-(4′-trans-4-Propylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
2-(4′-trans-4-Butylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
2-(4′-trans-4-Pentylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
2-(4′-trans-4-Ethylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
2-(4′-trans-4-Hexylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
2-(4′-trans-4-Octylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
4-(trans-4-Methylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Ethylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Propylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Butylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Pentylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Hexylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Heptylcyclohexylmethoxy)-3-chlorbenzonitril
4-(trans-4-Propylcyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzonitril
4-(trans-4-Butylcyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzonitril
4-(trans-4-Pentylcyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzonitril
4-(trans-4-Hexylcyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzonitril
4-(trans-4-Heptylcyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzonitril
4-(trans-4-Octylcyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzonitril
4-Cyano-2-fluorphenyl-4-(trans-4-propylcyclohexyl)- benzyl-ether
4-Cyano-2-fluorphenyl-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)- benzyl-ether
4-Cyano-3-fluorphenyl-4-(trans-4-propylcyclohexyl)- benzyl-ether
4-Cyano-3-fluorphenyl-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)- benzyl-ether
4-Cyano-3-fluorphenyl-4-(trans-4-heptylcyclohexyl)- benzyl-ether
4-(trans-4-Propyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzo nitril
4-(trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzo nitril
4-(trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-3-fluorbenzo nitril
4-(trans-4-Propyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzo nitril
4-(trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzo nitril
4-(trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-2-fluorbenzo nitril
4-(trans-4-Propyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-1,2-benzodi- carbonitril
4-(trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-1,2-benzodi- carbonitril
4-(trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-1,2-benzodi- carbonitril
4-(trans-4-Propyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-1,3-benzodi- carbonitril
4-(trans-4-Pentyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-1,3-benzodi- carbonitril
4-(trans-4-Heptyl-4′-bicyclohexylmethoxy)-1,3-benzodi- carbonitril

Erfindungsgemäße FK-Mischungen enthalten mindestens eine Verbindung der Formel (1), meist zusammen mit bekannten FK-Substanzen und Zusätzen, welche für den Betrieb von elektrooptischen Anzeigezellen der verschiedenen Typen bekannt sind. Vorzugsweise enthalten solche Mischungen zwei oder mehr unterschiedliche Verbindungen der Formel (1), z. B. insgesamt in Anteilen von 1-90 Mol-%; derartige Mischungen können in an sich üblicher Weise durch Vereinigen der Komponenten, gegebenenfalls Erwärmen, und Mischen erhalten und in bekannter Weise in die Anzeigezellen eingefüllt werden.

FK-Verbindungen der Formel (1) sind von besonderem Vorteil, insbesondere für Basismischungen, die sich allgemein für nematische Drehzellen (TN) eignen, welche jeweils einen hohen Grad an Multiplexier barkeit benötigen, um hohe Informationsdichten zu bieten, bei spielsweise für Ein- oder/und Ausgabegeräten in tragbaren Systemen, etwa für Texteditoren, Teletextgeräte, Personal computer, Speicheroszilloskope und dergleichen.

Claims

1. Elektrooptisches Anzeigeelement, dadurch gekennzeichnet, daß es als Dielektrikum eine Flüssigkristallmischung mit mindestens zwei flüssigkristallinen Komponenten und mindestens einer Verbindung der Formel (1) enthält in welcher R eine Alkyl-, Alkoxy-, Oxaalkyl-, Alkenyl- oder Alkanoylgruppe mit jeweils 1-12 C-Atomen im Alkylteil, der eine gerade oder verzweigte und gegebenenfalls chirale Kette hat, ist, X² und X³ gewählt sind aus Wasserstoff; Halogen und Nitril, X⁴ Halogen oder Nitril bedeutet, Z die Methylengruppe -CH₂- oder die Ethersauerstoffbrücke -0- bedeutet und m und n jeweils 0, 1 oder 2 bedeuten mit den Maßgaben, daß

a) die Summe von n und m mindestens 1 und höchstens 3 ist,
b) m 2 und n 0 bedeutet, falls Z -CH₂- und X⁴ Nitril bedeutet,
c) mindestens eine der Gruppen X² und X³ nicht Wasserstoff bedeutet.

2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, enthaltend eine Verbindung der Formel (2) in der R, X² und X³ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.

3. Anzeigeelement nach Anspruch 1, enthaltend eine Verbindung der Formel (8) in der R, X² und X³ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.

4. Anzeigeelement nach Anspruch 1, enthaltend eine Verbindung der Formel (9) in der R, X² und X³ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.

5. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es auf dem Prinzip der nematischen Drehzelle basiert.

6. Anzeigeelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine hohe Informationsdichte aufweist.