DE4337439A1

DE4337439A1 - Flüssigkristallgemisch

Info

Publication number: DE4337439A1
Application number: DE4337439A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Junge; Herbert Dr Plach; Alasdair Dr Jelfs; Michael Dr Kompter
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1993-11-03
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2013-11-04
Also published as: GB2272704B; DE4337439B4; GB9224132D0; GB2272704A; US5391319A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkristall gemisch mit hoher Doppelbrechung und dessen Verwendung für auf dem Prinzip der verdrillten nematischen Zelle beruhende elektrooptische Anzeigevorrichtungen.

Flüssigkristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzei gevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften derar tiger Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflußt werden können. Auf Flüssigkristallen beruhende elektrooptische Vor richtungen sind dem Durchschnittsfachmann sehr wohl bekannt, und es können ihnen verschiedene Effekte zugrundeliegen. Bei Vor richtungen dieser Art handelt es sich zum Beispiel um Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-Zellen ("deformation of aligned phases" = Deformierung ausgerichteter Phasen), Gast/Wirtszellen, TN-Zellen mit verdrillter nematischer Struktur, STN-Zellen (STN = "super twisted nematic" = hochverdrillt nematisch), SBE-Zellen (SBE = "super-birefringence effect" = Hochdoppelbrechungseffekt) und OMI-Zellen (OMI = "optical mode interference" = Interferenz op tischer Wellen). Die meist verbreiteten Anzeigevorrichtungen be ruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und haben eine verdrillte nematische Struktur.

Die Flüssigkristalle müssen gute chemische und ther mische Beständigkeit sowie gute Beständigkeit gegenüber elek trischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung, besonders im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich aufweisen. Außerdem sollten die Flüssigkristallstoffe eine niedrige Viskosität aufweisen und kurze Adressierzeiten, niedrige Schwellenspannungen, hohen Kontrast in den Zellen und gleichzeitig einen großen Sichtwinkel ergeben. Dieser große Sichtwinkel ergibt sich aus der sogenannten ersten "Minimum"-Bedingung (US-Patentschrift Nr. 43 98 803). Der optische Weglängenunterschied, d. h. das Produkt der Zellendicke und der Doppelbrechung soll auf etwa 0,4-0,5 µm eingestellt wer den. Daher sind bei Zellendicken von etwa 2,5-4 µm Flüssigkristall gemische mit Doppelbrechung von etwa 0,12 bis 0,19 erforderlich. Überdies sollten sie eine geeignete Mesophase aufweisen, bei den oben genannten Zellen beispielsweise eine nematische oder choleste rische Mesophase, bei üblichen Betriebstemperaturen, d. h. im all gemeinen dem größtmöglichen Bereich über und unter Zimmer temperatur: da Flüssigkristalle im allgemeinen als Gemische mehre rer Komponenten verwendet werden, ist es wichtig, daß die Komponenten leicht miteinander mischbar sind. Weitere Eigen schaften, wie die elektrische Leitfähigkeit, die dielektrische An isotropie und optische Anisotropie müssen, je nach Zelltyp und An wendungsbereich, verschiedenen Anforderungen genügen. Zum Bei spiel sollten Materialien für Zellen mit verdrillter nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und niedrige elek trische Leitfähigkeit aufweisen.

Für mit niedrigen Multiplexverhältnissen adressierte An zeigevorrichtungen (Anzeigen), welche den bevorzugten Gegenstand der vorliegenden Erfindung darstellen, sind nematische Gemische mit Klärpunkten über 55° (vorzugsweise über 65°), Doppelbrechung im Bereich von 0,185 bis 0,130 (vorzugsweise 0,12 bis 0,165) und Schwellenspannungen im Bereich von 1,20 bis 2,20 Volt (vorzugs weise von 1,40 bis 1,90) erwünscht.

Ein bekanntes Gemisch aus dem Stand der Technik ist E80A (BDH, Poole, Großbritannien), welches Cyanbiphenyle enthält und die folgenden Ethyl-Parameter aufweist:

T_S,N = -15°
T_N,I = 60,0°
Δn = 0,1460
η₂₀ = 41 cSt
V₁₀ (TN) = 2,07 Volt

Für viele Anwendungen weisen Gemisches dieses Typs je doch unerwünscht niedrige Doppelbrechung bzw. einen für Anwen dungen im Freien zu kleinen nematischen Phasenbereich auf.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Flüssig kristallgemisch, bestehend im wesentlichen aus zwei oder mehr Ver bindungen der allgemeinen Formel I,

worin R¹ ein geradkettiges Alkyl mit 3, 5 oder 7 Kohlenstoffatomen bedeutet, einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel II,

worin R² ein geradkettiges Alkyl mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen be deutet, drei oder mehr Verbindungen der allgemeinen Formel III,

worin R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten, und zwei oder mehr Ver bindungen der allgemeinen Formel IV,

worin R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig voneinander eine der für R³ angegebenen Bedeutungen haben, und m 0 oder 1 ist, vorzugsweise ein Flüssigkristallgemisch, das eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV mit m gleich 1 sowie eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV mit m gleich 0 enthält, insbesondere ein Flüssigkristallgemisch bei dem der Anteil der Verbindungen der Formeln I und II im Gesamtgemisch 15-40 Gew.-% beträgt.

Es wurde gefunden, daß bereits ein verhältnismäßig klei ner Anteil an Verbindungen der Formel II, III oder IV zu einer er heblichen Verbesserung der Adressierzeiten und der Mesophasen bereiche führt. Die Verbindungen der Formel IV mit m gleich 0 wei sen niedrige optische Anisotropie auf. Jedoch wird die optische An isotropie des Gemisches im angegebenen Mischungsbereich durch die Verbindungen der Formel IV nur verhältnismäßig wenig herab gesetzt, während der Mesophasenbereich wesentlich verbessert wird. Größere Mengen einer Verbindung der Formel I oder II er geben im allgemeinen nur eine geringe Verbesserung der Schwel lenspannung, dagegen eine verhältnismäßig große Erhöhung der Viskosität. Dank der Erfindung ist es daher leichter, zu Flüs sigkristallmischungen mit niedriger Viskosität und kurzen Schalt zeiten zu gelangen.

Der Begriff Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen schließt vorzugsweise geradkettiges Alkyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ein und umfaßt insbesondere die geradkettigen Gruppen Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl und Decyl. Gruppen mit 2-7 Kohlenstoffatomen werden im allgemeinen bevorzugt.

Bevorzuge Alkoxyreste R³ bis R⁶ werden nachstehend aufgeführt:

Alkoxygruppen mit 1-10 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pent oxy, Hexoxy, Heptoxy, Octoxy, Nonoxy und Decoxy, wobei solche Gruppen mit 1-7 Kohlenstoffatomen im allgemeinen bevorzugt sind.

Die Verbindungen der Formeln I bis XI sind bekannt oder sind Analoge bekannter Verbindungen (Formel I: GB 14 33 130, Formel II: DE 27 01 591, Formel III: DE 21 67 252, Formel IV (m=0): DE 26 36 684, (m=1): DE 29 27 277). Geeignete Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen sind dem Fachmann bekannt.

Formel III umfaßt die unpolaren Verbindungen der all gemeinen Formeln:

Formel IV umfaßt die unpolaren Verbindungen der Formeln:

von denen IVa und IVb zur Erzielung besonders niedriger Visko sitäten besonders bevorzugt werden.

Durch geeignete Wahl der Bedeutungen von R¹ bis R⁶ und die Bedeutung von m, können die Schaltzeiten, die Schwellen spannungen, die Steilheit der Durchlässigkeitskennlinien usw. auf gewünschte Art abgeändert werden.

Das optimale Mischungsverhältnis der Verbindungen der Formeln I bis IV hängt weitgehend von den gewünschten Eigen schaften, von den gewählten Komponenten der Formeln I bis IV und von der Wahl ggf. enthaltener Komponenten ab. Geeignete Mischungsverhältnisse innerhalb des oben angeführten Bereichs sind leicht von Fall zu Fall zu bestimmen. Im allgemeinen wird ein Verhältnis zwischen dem Gesamtgewicht von Verbindungen der For mel I und dem Gesamtgewicht von Verbindungen der Formel II zwischen etwa 3 : 1 und 10 : 1 bevorzugt.

Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis IV in den erfindungsgemäßen Gemischen ist nicht entscheidend. Die Mischungen können daher noch eine oder mehrere weitere Kom ponenten enthalten, um so verschiedene Eigenschaften zu optimie ren. Die beobachtete Auswirkung auf die Adressierzeiten und die Schwellspannung ist aber im allgemeinen desto größer, je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln I bis II ist.

Bevorzugte erfindungsgemäße Mischungen sind daher jene, bei welchen der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis II zusammen im Gesamtgemisch mindestens 10 bis 50 Gew.-% beträgt, und insbesondere jene, in welchen der Anteil an Verbindungen der Formel I mindestens 10 Gew.-% beträgt. Selbstverständlich kann der Anteil auch bis zu 100 Gew.-% betragen.

Bevorzugte Konzentrationsbereiche für die Verbindungen der Formeln I bis IV ergeben sich aus den aufgeführten Gewichts verhältnissen und den bevorzugten Gesamtmengen. Besonders be vorzugt sind Mischungen, bei denen der Anteil an einer oder mehreren Verbindungen der Formel II in der Gesamtmischung 3-15 Gew.-% beträgt, insbesondere 3-10 Gew.-%. Weiterhin sind solche Mischungen besonders bevorzugt, in welchen der Anteil an einer oder mehreren Verbindungen der Formel III im Gesamtgemisch min destens 35 Gew.-%, insbesondere mindestens 40 Gew.-% beträgt.

Besonders bevorzugt werden Mischungen, in welchen der Anteil an einer oder mehreren Verbindungen der Formel IV im Ge samtgemisch 10-30 Gew.-%, insbesondere 15-25 Gew.-% beträgt.

Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten vor zugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV, worin m 1 ist, sowie eine oder mehr Verbindungen der Formel IV mit m gleich 0.

Die Gesamtmenge an ggf. im Gemisch enthaltenen Ver bindungen der Formel IV mit m gleich 1, beträgt vorzugsweise min destens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 10 Gew.-%. Ent hält die erfindungsgemäße Mischung eine oder mehrere Verbin dungen der Formel IVb und eine oder mehrere Verbindungen der Formel IVc, so ist das Gewichtsverhältnis zwischen den Verbin dungen der Formel IVb und den Verbindungen der Formel IVc vorzugsweise mindestens 1 : 10 bis 1 : 1, insbesondere 1 : 8 bis 1 : 3.

Erfindungsgemäße Flüssigkristallgemische bestehen vor zugsweise zu
10-25 Gew.-% aus zwei oder mehr Verbindungen der Formel I, zu
3-15 Gew.-% aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel II, zu
40-70 Gew.-% aus drei oder mehr Verbindungen der Formel III und zu
10-30 Gew.-% aus zwei oder mehr Verbindungen der Formel IV.

Besonders bevorzugt werden aus Verbindungen der For meln I bis IV bestehende Flüssigkristallgemische, worin R¹ n-Alkyl mit 3 oder 5 C-Atomen bedeutet,
R² n-Alkyl mit 2, 3 oder 5 C-Atomen bedeutet,
R³ n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet,
R⁴ n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 5 C-Atomen bedeutet,
R⁵ n-Alkyl mit 3 oder 5 C-Atomen bedeutet,
R⁶ n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet.

Ganz besonders bevorzugt sind Flüssigkristallgemische, die

2 Verbindungen der Formel I,
1 Verbindung der Formel II,
5 Verbindungen der Formel III und
3 Verbindungen der Formel IV

enthalten,
insbesondere solche, die 2 Verbindungen der Formel III mit R³ gleich Alkoxy, und 3 Verbindungen der Formel III mit R³ gleich Al kyl bedeutet enthalten,
insbesondere solche, die 2 Verbindungen der Formel IV mit m gleich 1 und eine Verbindung der Formel IV mit m gleich 0 ent halten.

Die erfindungsgemäßen Gemische sind besonders geeignet für nematische und cholesterische Anwendungen. Das Gemisch der Verbindungen der Formeln I, II, III und/oder IV kann als solches oder in Mischung mit weiteren flüssigkristallinen und/oder nicht flüssigkristallinen Komponenten verwendet werden. Geeignete wei tere Komponenten sind dem Fachmann bekannt und z. T. im Handel erhältlich, wie zum Beispiel nematische oder nematogene (monotrope oder isotrope) Substanzen der Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenanaline, Biphenyle, Terphenyle, Benzoesäurephenyl- oder Cyclohexylester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexan carbonsäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexyl benzoesäure, Gyclohexylester der Benzoesäure, der Cyclohexan carbonsäure und der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcy clohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclo hexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclo hexene, 1,4-bis-Cyclohexylbenzole, 4,4′-Biscyclohexylbiphenyle, Phe nyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl oder Cyclohexylthioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-1,3- dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cy clohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenylcyclohexyl)-ethane, 1-Cy clohexyl-2-biphenylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylphenylethane, ge gebenenfalls halogenierte Stilbene, Benzylphenyläther, Tolane und substituierte Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Ver bindungen können auch fluoriert sein.

Die wichtigsten, als weitere Bestandteile von erfindungs gemäßen Medien geeigneten Verbindungen können durch die For meln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisiert werden:

R′-L-E-R′′ (1)
R′-L-COO-E-R′′ (2)
R′-L-OOC-E-R′′ (3)
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′ (4)
R′-L-C≡C-E-R′ (5).

In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils, unabhängig vonein ander, einen zweiwertigen Rest aus der Gruppe -Phe-, -Cyc-, -Phe- Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und deren Spiegelbilder, wobei Phe unsubstituiertes oder fluor-substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclohexyl)ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5- diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeutet.

Einer der Reste L und E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Die erfindungs gemäßen Medien enthalten vorzugsweise eine oder mehrere, aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 ausgewählte Kompo nenten mit L und E aus der Cyc, Phe und Pyr umfassenden Gruppe, und gleichzeitig eine oder mehrere, aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 mit einem der Reste L und E aus der Cyc, Phe und Pyr umfassenden Gruppe und dem anderen aus der Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc- um fassenden Gruppe und gegebenenfalls eine oder mehrere aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 ausgewählte Kom ponenten mit Reste L und E aus der -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G- Phe- und -G-Cyc- umfassenden Gruppe.

Bei einer bevorzugten Untergruppe der Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 handelt es sich bei R′ und R′′jeweils, un abhängig voneinander, um Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen (Gruppe 1). Bei den meisten dieser Verbindungen sind R′ und R′′ voneinander ver schieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl oder Alkenyl ist. Bei einer weiteren bevorzugten Untergruppe der Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 ist R′′ -CN, -CF₃, F, Cl, -OCN oder -NCS; in diesem Fall hat R die für die Verbindungen der Gruppe 1 angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl (Gruppe 2). Es sind aber auch andere Varianten der vorge schlagenen Substituenten bei den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 verbreitet. Viele derartige Substanzen wie auch deren Mischungen sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen können durch aus der Literatur bekannte Verfahren oder analog zu diesen erhalten werden.

Neben den Komponenten aus der Gruppe 1 enthalten die erfindungsgemäßen Gemische vorzugsweise auch Komponenten aus der Gruppe 2, deren Anteile vorzugsweise wie folgt sind:
Gruppe 1: 20 bis 90%, insbesondere 30 bis 90%,
Gruppe 2: 10 bis 80%, insbesondere 10 bis 50%,
wobei die Summe der Anteile der Verbindungen der Formeln I, II, III und IV der Verbindungen aus den Gruppen 1 und 2 jeweils 100% ergibt.

Die erfindungsgemäßen Gemische enthalten vorzugsweise 1 bis 40%, besonders bevorzugt 5 bis 30% an Verbindungen der Formeln I, II, III und IV. Weitere bevorzugte Medien sind jene, die mehr als 40%, insbesondere 45 bis 90% an Verbindungen der Formeln I, II, III und IV enthalten. Die Medien enthalten vorzugsweise 8, 9 oder 10 Verbindungen der Formeln I, II, III und IV.

Neben einer oder mehreren Verbindungen der Formeln I, II, III und/oder IV enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristall mischungen vorzugsweise als weitere Bestandteile 2 bis 40, insbe sondere 4 bis 30 Komponenten. Diese Mischungen enthalten ganz besonders bevorzugt 7 bis 25 Komponenten zusätzlich zu einer oder mehreren Verbindungen der Formeln I, II, III und/oder IV.

Um die Materialkenngrößen auf die entsprechenden Anzeige kenngrößen abzustimmen, werden die erfindungsgemäßen Medien in einer besonders bevorzugten Ausführungsform durch Vermischung sogenannter "Multi-Bottle-Systeme" hergestellt. Mit einem "Two- oder Multi-Bottle-System" kann die erforderliche optische Aniso tropie im allgemeinen entsprechend der Schichtdicke der TN- Anzeigevorrichtungen eingestellt werden.

Überdies kann mit dem erfindungsgemäßen "Multi-Bottle- System" die Schwellenspannung bei einer vorgegebenen optischen Anisotropie eingestellt werden.

Die Erfindung betrifft daher ein Multi-Bottle-System mit zwei oder mehr Flüssigkristallbestandteilen, von denen mindestens zwei Komponenten fast die gleiche Schwellenspannung, jedoch un terschiedliche optische Anisotropie aufweisen, oder mindestens zwei Komponenten fast gleiche optische Anisotropie, jedoch unterschied liche Schwellenspannung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komponente (A) ein Flüssigkristallmedium gemäß einem der An sprüche 1 bis 9 ist.

Bevorzugte Multi-Bottle-Systeme sind:

a) Multi-Bottle-System, bei welchem die Komponente (A) eine op tische Anisotropie von 0,150-0,165 und die andere (B) eine optische Anisotropie von 0,110-0,125 und fast die gleiche Schwellenspannung aufweist wie (A), insbesondere bei welchem die Komponente (B) im wesentlichen aus Verbin dungen besteht; die ausgewählt wurden aus den Formeln III, IV mit m gleich 0 und V bis VII: worin R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ die für R³ und R⁴ angegebenen Bedeutungen haben, und bedeuten.
b) Multi-Bottle-System, bei welchem Komponente (A) eine Schwellenspannung von etwa 2 Volt, und Komponente (C) eine Schwellenspannung von etwa 1,25 Volt und fast die gleiche optische Anisotropie wie (A) aufweist, insbesondere bei welchem Komponente (C) im wesentlichen aus Verbindungen besteht, die ausgewählt wurden aus den Formeln I, III, IV, V, VIII und IX worin R¹¹ eine der für R³ angegebenen Bedeutungen hat und n 2, 4 oder 6 ist;
d) Multi-Bottle-System, bei welchem Komponente (D) eine op tische Anisotropie von 0,110-0,125 und eine Schwellenspan nung von etwa 1,25 Volt aufweist, insbesondere bei welchem Komponente (D) im wesentlichen aus Verbindungen besteht, die ausgewählt wurden aus den Formeln III, IV mit m gleich 0, VI, VIII, X und XI: worin R¹², R¹³ und R¹⁴ eine der für R³ oben angegebenen Bedeutungen haben.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrooptische An zeigevorrichtung, beruhend auf dem Prinzip der verdrillten nema tischen Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Flüssigkristall medium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, oder ein aus den Multi-Bottle-Systemen gemäß; einem der Ansprüche 10 bis 16 erhält liches Flüssigkristallmedium als Dielektrikum enthält.

Die erfindungsgemäßen Gemische können überdies eine oder mehrere optisch aktive Verbindungen enthalten. Beispiele für geeignete optisch aktive Verbindungen sind die Cholesterylderivate (zum Beispiel Cholesterylchlorid oder Cholesterylnonanoat) und die optisch aktiven Verbindungen der Formeln I-V mit einer chiralen Seitenkette [zum Beispiel optisch aktives 4-(2-Methylbutyl- oder 2- Methylbutoxy)-4-biphenylcarbonitril]. Die erfindungsgemäßen Ge mische können außerdem eine oder mehrere dichroitische Farb stoffe, zum Beispiel Azo-, Azoxy- bzw. Anthrachinonfarbstoffe ent halten. Der Anteil an optisch aktiven Verbindungen bzw. Farb stoffen hängt von der Löslichkeit, der gewünschten Ganghöhe, der gewünschten Farbe, Extinktion und dergleichen ab. Im allgemeinen beträgt der Anteil an optisch aktiven Verbindungen bei dichroitischen Farbstoffen meist jeweils um 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 8,0 Gew.-% im Gesamtgemisch.

Die erfindungsgemäßen Gemische und die dieses Gemisch als flüssigkristallines Dielektrikum enthaltenden elektrooptischen Vorrichtungen können durch an sich bekannte Verfahren her gestellt werden.

Die Erfindung wird durch die unten aufgeführten Bei spiele noch näher erläutert. C bezeichnet eine kristalline Phase, S eine smektische Phase, S_B eine smektische B-Phase, N eine nema tische Phase und I die isotrope Phase. V₁₀ bezeichnet die Span nung für eine Durchlässigkeit von 10% (Betrachtungswinkel senk recht zur Plattenoberfläche). t_on bezeichnet die Einschaltzeit und t_off die Abschaltzeit bei einer dem 2,5fachen Wert von V₁₀ ent sprechenden Betriebsspannung. n bezeichnet die optische Aniso tropie, wenn nicht anders angegeben. Die elektrooptischen Daten wurden bei 20°C in einer TN-Zelle, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, bei einer auf die gewünschte optische Verzögerung abgestimmten Plattendistanz gemessen. Die optischen Daten wurden bei 20°C gemessen, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben.

Die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen in den nachfolgenden Beispielen werden mittels Akronymen angegeben. Die Umwandlung in die chemischen Formeln wird durch die folgenden Abkürzungen erklärt:

Beispiel 1

Ein Gemisch, bestehend aus

K9\|9,0%
K15	9,0%
BCH-5	5,0%
ME60.5	16,0%
ME10.5	22,0%
ME15	7,0%
ME35	7,0%
ME55	6,0%
BCH-32	10,0%
BCH-52	6,0%
PCH-301	3,0%

weist die folgenden Eigenschaften auf:

T_{S, N}\|< -20°C
T_{N, I}	+65°C
Viskosität (20°C):	44 mm²/s
Δn (20°C):	0,1601
V_{(10, 0, 20)}:	2,09 Volt

Beispiel 2

Es wird ein die Komponenten A, B, C und D umfassendes "4-Flaschensystem" hergestellt:
Bei Komponente A handelt es sich um das in Beispiel 1 beschriebene Gemisch

Komponente B hat die folgenden Kenngrößen:

S < -30 N + 66 I
Viskosität (20°C):	37 mm²/s
Δn (20°C):	0,1164
V_{(10, 0, 20)}:	2,09 V

Komponente C hat die folgenden Kenngrößen:

S < -40 N + 61 I
Viskosität (20°C):	40 mm²/s
Δn (20°C):	0,1601
V_{(10, 0, 20)}:	1,25 V

Komponente D hat die folgenden Kenngrößen:

S < -40 N + 63 I
Viskosität (20°C):	35 mm²/s
Δn (20°C):	0,1204
V_{(10, 0, 20)}:	1,23 V

Durch Mischen der Komponenten A und B werden Mi schungen mit den folgenden Kenngrößen erhalten:

Durch Mischen der Komponenten A und C werden Mi schungen mit den folgenden Kenngrößen erhalten:

Durch Mischen der Komponenten A und D werden Mi schungen mit den folgenden Kenngrößen erhalten:

Mit dem neuen "4-Flaschensystem" können die Kenn größen n und V_{(10, 0, 20)} zwischen 0,1164 und 0,1601 bzw. zwi schen 1,23 Volt und 2,09 Volt eingestellt werden, indem die 4 Grundmischungen in den entsprechenden Mengen vermischt werden.

Claims

1. Flüssigkristallgemisch, bestehend im wesentlichen aus zwei oder mehr Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R¹ ein geradkettiges Alkyl mit 3, 5 oder 7 Kohlenstoffatomen bedeutet, einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen For mel II, worin R² ein geradkettiges Alkyl mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen be deutet, drei oder mehr Verbindungen der allgemeinen Formel III, worin R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten, und zwei oder mehr Ver bindungen der allgemeinen Formel IV, worin R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig voneinander eine der für R³ angegebenen Bedeutungen haben, und m 0 oder 1 ist.

2. Flüssigkristallgemisch gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV enthält mit m gleich 1 sowie eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV mit m gleich 0.

3. Flüssigkristallgemisch gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Verbindungen der Formeln I und II im Gesamtgemisch 15-40 Gew.-% beträgt.

4. Flüssigkristallgemisch gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Verbindungen der Formeln I und II im Gesamtgemisch mindestens 10 Gew.-% beträgt.

5. Flüssigkristallgemisch gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zu
10-25 Gew.-% aus zwei oder mehr Verbindungen der Formel I, zu
3-15 Gew.-% aus einer oder mehr Verbindungen der Formel II, zu
40-70 Gew.-% aus drei oder mehr Verbindungen der Formel III und zu
10-30 Gew.-% aus zwei oder mehr Verbindungen der Formel IV besteht.

6. Flüssigkristallgemisch gemäß einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß
R¹ n-Alkyl mit 3 oder 5 C-Atomen bedeutet,
R² n-Alkyl mit 2, 3 oder 5 C-Atomen bedeutet,
R³ n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet,
R⁴ n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 5 C-Atomen bedeutet,
R⁵ n-Alkyl mit 3 oder 5 C-Atomen bedeutet,
R⁶ n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet.

7. Flüssigkristallgemisch gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es
2 Verbindungen der Formel I,
1 Verbindung der Formel II,
5 Verbindungen der Formel III und
3 Verbindungen der Formel IV
enthält.

8. Flüssigkristallgemisch gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es 2 Verbindungen der Formel III mit R³ gleich Alkoxy und 3 Verbindungen der Formel III mit R² gleich Alkyl enthält.

9. Flüssigkristallgemisch gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es 2 Verbindungen der Formel IV mit m gleich 1 und eine Verbindung der Formel IV mit m gleich 0 enthält.

10. Multi-Bottle-System mit zwei oder mehr Flüssig kristallbestandteilen, von denen mindestens zwei Komponenten fast die gleiche Schwellenspannung, jedoch unterschiedliche optische Anisotropie aufweisen, oder mindestens zwei Komponenten fast gleiche optische Anisotrople, jedoch unterschiedliche Schwellen spannung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komponente (A) ein Flüssigkristallmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ist.

11. Multi-Bottle-System gemäß Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Komponente (A) eine optische Anisotropie von 0,150-0,165 und die andere (B) eine optische Anisotropie von 0,110-0,125 und fast die gleiche Schwellenspannung aufweist wie (A).

12. Multi-Bottle-System gemäß Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Komponente (B) im wesentlichen aus die aus gewählt wurden aus den Formeln III, IV Verbindungen besteht mit m gleich 0 und V bis VII: worin R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ die für R³ und R⁴ angegebenen Be deutungen haben, und bedeuten.

13. Multi-Bottle-System gemäß Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß Komponente (A) eine Schwellenspannung von etwa 2 Volt, und Komponente (C) eine Schwellenspannung von etwa 1,25 Volt und fast die gleiche optische Anisotropie wie (A) aufweist.

14. Multi-Bottle-System gemäß Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Komponente (C) im wesentlichen aus Ver bindungen besteht, die ausgewählt wurden den Formeln I, III, IV, V, VIII und IX worin R¹¹ eine der für R³ angegebenen Bedeutungen hat und n 2, 4 oder 6 ist.

15. Multi-Bottle-System gemäß einem der Ansprüche 10-14, dadurch gekennzeichnet daß Komponente (D) eine optische Aniso tropie von 0,110-0,125 und eine Schwellenspannung von etwa 1,25 Volt aufweist.

16. Multi-Bottle-System gemäß Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die Komponente (D) im wesentlichen aus Ver bindungen besteht, die ausgewählt wurden aus mit m gleich 0, den Formeln III, IV, VI, VIII, X und XI: worin R¹², R¹³ und R¹⁴ eine der für R³ oben angegebenen Bedeutungen haben.

17. Elektrooptische Anzeigevorrichtung, beruhend auf dem Prinzip der verdrillten nematischen Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Flüssigkristallmedium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 oder ein aus den Multi-Bottle-Systemen gemäß einem der An sprüche 10 bis 16 erhältliches Flüssigkristallmedium als Dielek trikum enthält.